CW QRP جهاز إرسال واستقبال تحويل مباشر مع سبعة ترانزستورات (15 م). ما هو جهاز الإرسال والاستقبال؟ UU80b بواسطة G3XBM

في عام 2001 لقد قمت بتطوير جهاز إرسال واستقبال تلغراف محمول بسيط للغاية مع 7 ترانزستورات ، 3 منها للإرسال و 4 للاستقبال. تبين أن حجم جهاز الإرسال والاستقبال (مع مصدر الطاقة) يبلغ 100 × 50 × 150 مم ، ووزنه لا يزيد عن 500 جم. في الظروف الميدانية ، يمكن تشغيله بواسطة مجموعة من بطاريات 12 فولت (10 بطاريات الاصبعسعة 850 مللي أمبير) أو بطاريات الليثيوم. تم تجميع جهاز الإرسال والاستقبال هذا في 4 أيام فقط ، حيث تم قضاء اليوم في تطوير الدائرة والبحث عن مكونات الراديو.

على الرغم من انخفاض طاقة الإخراج لجهاز الإرسال والاستقبال (3 ... 5 واط) ، فقد صنعت أكثر من 2000 QSOs مع جميع القارات في غضون عام واحد. ما يقرب من 100 اتصال مع الولايات المتحدة ، و 150 مع اليابان ، وحوالي 30 مع القارة الأفريقية ، و 10 مع أستراليا وحوالي مائة اتصال مع آسيا ، إلخ. كان الجزء الأكبر من مراسلي من أوروبا (عالجت الدول الأوروبية على جهاز الإرسال والاستقبال هذا كل شيء) ومن الجزء الأوروبي من روسيا. وكذلك جبال الأورال والشرق الأقصى.

كل هذا يتوقف على الهوائي الذي كنت أستخدمه في الوقت الحالي ، وفي أي اتجاه تم توجيه أقصى قدر من الإشعاع. يعمل جهاز الإرسال والاستقبال في نطاق راديو الهواة بطول 15 مترًا بتردد ثابت يبلغ 21001 كيلوهرتز. يتم تثبيت التردد بواسطة الكوارتز لمنع الاعتماد على التردد على درجة الحرارة وانخفاض جهد مصدر الطاقة عند التشغيل على البطاريات والمراكم.

أتاح استخدام مرنان الكوارتز في الدائرة الحصول على أعلى قوة على المذبذب الرئيسي وتقليل عدد المراحل (الترانزستورات) في جزء الإرسال من جهاز الإرسال والاستقبال.

أرز. 1. رسم تخطيطي لجهاز الإرسال والاستقبال على أساس سبعة ترانزستورات من قبل دينيس تيتوف.

تم تجميع مفتاح التلغراف الإلكتروني لجهاز الإرسال والاستقبال هذا ، وتم نشره في مجلة Radio على 3 دوائر دقيقة K176LE5 و K176TM1 و K176LA7. لكن من الأفضل استخدام الدوائر الدقيقة من سلسلة K561. لديك الحق في اختيار مخطط مفتاح التلغراف الإلكتروني ، فقط يجب أن يحتوي على مولد نغمات داخلي للتحكم الذاتي.

بتردد ثابت ، تحتاج إلى العمل على مكالمة عامة. ولكن كان من الصعب الإرسال باستمرار على مفتاح CQ بقوة QRP ، وسرعان ما شعرت بالملل. في هذا الصدد ، قمت بتسجيل مكالمتي العامة على مسجل الشريط بهذه الطريقة: 3 مرات CQ ، ثم 5 مرات إشارة الاتصال الخاصة بي و PSE K. بعد توقف مؤقت لمدة 10 ثوانٍ ، يتكرر كل شيء من جديد (حتى نهاية شريط).

أضع مفتاحًا في خرج مسجل الشريط (الذي ينتقل إلى السماعة) ، ومعه قمت بتحويل إشارة الإخراج إما إلى السماعة أو إلى كاشف نظام VOX بالذهاب إلى جهاز الإرسال والاستقبال. ضربت الإشارة من مسجل الشريط كاشفًا تم تجميعه على صمامين ثنائيين ومكثف يبلغ حوالي 0.1 μF ، ثم كانت هناك نبضات بالفعل كررت شكل الإشارة المسجلة على الكاسيت. ثم تم تغذية هذه النبضات بقاعدة الترانزستور ، في المجمع الذي تم فيه تشغيل مرحل RES55 المصغر من القصب ، وأغلق جهات الاتصال في الوقت المناسب مع التسجيل على الشريط.

أرز. 2. مخطط موقع أجزاء جهاز الإرسال والاستقبال.

تم توصيل جهات اتصال الترحيل هذه بالتوازي مع تبديل جهات الاتصال من مفتاح الكتروني. هذه هي الطريقة التي بدت بها عملية أتمتة تحويل مكالمة عامة. لا يحتوي جهاز الإرسال والاستقبال هذا على مفتاح تبديل "استقبال - إرسال" ، لذلك استمعت إلى المتصلين في فترات توقف مدتها 10 ثوانٍ بين CQs.

عندما تم سماع الرد التالي على مكالمتي ، يمكن إيقاف "الطيار الآلي" والسيطرة عليه.

إيغور جريجوروف (RK3ZK)
راديو 12-2000

تم تصميم جهاز الإرسال والاستقبال هذا للعمل على الهواء في رحلات التخييم ، ولكن يمكن أيضًا استخدامه كجهاز ثابت في محطة راديو QRP. من ميزات هذا الجهاز انخفاض جهد الإمداد ، مما يسمح باستخدام خليتين كلفانيتين بدلاً من البطارية التقليدية.

لتشغيل جميع مراحل جهاز الإرسال والاستقبال QRP تقريبًا ، يكفي إمداد طاقة بعدة فولت. الاستثناء هو مضخم قدرة المرسل ، حيث لا يمكن الحصول على قدرة خرج مقبولة وكفاءة جيدة إلا بجهد 10 فولت وما فوق. في جهاز الإرسال والاستقبال QRP المقترح ، يتم حل هذا التناقض عن طريق إدخال محول جهد 3/12 فولت في التصميم ، مما جعل من الممكن استخدام خليتين كلفانيتين لتشغيله. أظهرت اختبارات الجهاز أن مجموعة مكونة من عنصرين من النوع R20 تسمح لك بالعمل في الهواء لمدة 5-7 أيام لمدة 2-4 ساعات. تم الحفاظ على قابلية تشغيل جهاز الإرسال والاستقبال عندما تم تقليل جهد الإمداد إلى 2.2 فولت.

تم تصميم جهاز الإرسال والاستقبال للعمل كجهاز تلغراف على نطاقات الهواة بطول 160 و 80 مترًا. وهي مصنوعة وفقا للمخطط التحويل المباشرالترددات. لا تكون حساسية مسار الاستقبال عند نسبة إشارة إلى ضوضاء تبلغ 10 ديسيبل أسوأ من 2 ميكرو فولت. لا تقل القدرة التي يمنحها المرسل للحمل بمقاومة 50 أوم عن 0.5 وات. لا يتجاوز التيار الذي يستهلكه جهاز الإرسال والاستقبال في وضع الاستقبال 200 مللي أمبير ، وفي وضع الإرسال - 800 مللي أمبير. أبعاد الجهاز - 245 × 110 × 140 مم ، والوزن - حوالي 1.5 كجم

يظهر الرسم التخطيطي لجهاز الإرسال والاستقبال ، جنبًا إلى جنب مع مخطط الترابط ، في الشكل. 1. يتكون من خمس كتل A1-A5. يستخدم مقبس XS1 لتوصيل الهوائيات السلكية ، ويستخدم موصل XW1 عالي التردد للهوائيات التي تعمل بكابل متحد المحور ، وكذلك للعمل مع مضخم طاقة خارجي. تسمح لك الدائرة التسلسلية L1 و C1 بمطابقة خرج جهاز الإرسال بهوائيات ذات مقاومة دخل من 15 أوم إلى 1 كيلو أوم. يشكل جسر الصمام الثنائي VD1-VD4 والمقاوم R1 وجهاز القياس PA1 مقياسًا للتردد اللاسلكي يتحكم في التيار في الهوائي في وضع الإرسال.

يظهر الرسم التخطيطي للكتلة A1 في الشكل. 2. في وضع الاستقبال ، يتم تغذية الإشارة من الهوائي من خلال ملامسات المفتاح SA1.1 (انظر الشكل 1) والإخراج 1 من هذه الكتلة إلى مرشح تمرير النطاق ثنائي الدائرة 1L1 ، C1.1 ، C3 ، 1L2 ، C1.2 ، قابل للضبط في نطاق التردد 1 ، 5 ... 4 ميجا هرتز. ثم ، من خلال تابع المصدر على الترانزستور 1VT1 ، يتم تغذية الإشارة إلى الخلاط الدائري (1T1 ، 1T2 ، 1VD1-1VD4). من خلال الإخراج 3 للكتلة ، يتم توفير جهد المذبذب المحلي للخلاط من الكتلة A4.

تبرز الإشارة الصوتية بعد الخلاط مرشح الترددات المنخفضة 1C11 ، 1L4 ، 1C12 بتردد قطع يبلغ حوالي 3 كيلو هرتز. من خلال الدبوس 6 ، يدخل الكتلة A2. يتم توفير الطاقة (+3 فولت) لمتابع المصدر من خلال دبوس 7. يتم عمل مضاعف مضخم رنان لإشارة المذبذب المحلي على الترانزستور 1VT2. يتم ضبط الدائرة 1L3 ، 1C1.3 في نطاق 160 مترًا على التردد الأساسي للمذبذب المحلي ، وفي حدود 80 مترًا - إلى التوافقي الثاني. من المجمع 1VT2 ، تنتقل الإشارة إلى متابع الباعث على الترانزستور 1VT3 ، ومنه ، عبر الدبوس 5 ، إلى وحدة مضخم الصوت A4. يتم تزويد الشلالات الموجودة على الترانزستورات 1VT2 و 1VT3 بجهد +12 فولت من خلال دبوس 4. يرجع وضع هذه السلاسل المتتالية على نفس اللوحة مع مراحل الإدخال لمسار الاستقبال إلى حقيقة أن كلاهما مضبوط في التردد بواسطة كتلة KPI واحدة (1C1).

يوجد في الكتلة A2 (الشكل 3) مضخم منخفض التردد ومفتاح اختيار "النطاق الجانبي" أثناء الإرسال ومولد للتحكم الذاتي في إشارة التلغراف. تم استخدام نوع EQ "، والذي يتم استكماله بمحول خرج 2T1. جعل المحول من الممكن تقليل التيار الذي يستهلكه مكبر الصوت والحد من استجابته للتردد. مع جهد إمداد +2 ... 3 فولت ، يوفر مكبر الصوت طاقة خرج كافية لمحرك ديناميكي صغير أو سماعات بمقاومة 16 أوم. تمت إزالة التحكم في مستوى صوت المشغل من اللوحة واستبداله بمقاوم متغير (انظر R5 في الشكل 1) ، والذي تم وضعه على اللوحة الأمامية لجهاز الإرسال والاستقبال. وهي متصلة بالكتلة A2 (الأطراف 7 ، 8 ، 9) بواسطة أسلاك محاطة بجديلة واقية.

يتم تصنيع العاكس على الترانزستور 2VT1 ، والذي يستخدم للتحكم في تغيير تردد المذبذب المحلي في وضع النقل (التحول لأعلى أو لأسفل). في أجهزة إرسال واستقبال التحويل المباشر التي تستقبل كلا النطاقات الجانبية في نفس الوقت ، يمكن أن يكون هذا مفيدًا في مواقف معينة. يتم توفير الجهد الذي يتحكم في تغيير تردد المذبذب المحلي إلى وحدة المذبذب المحلي (A3) إما من ناقل الطاقة لمراحل الإرسال (أي عند التبديل إلى ناقل الحركة) ، أو من خلال عاكس على الترانزستور 2VT1 من السن 3. يتم اختيار العملية عن طريق المفتاح SA3 (انظر الشكل 1).

نظرًا لتعطيل مسار الاستقبال في وضع الإرسال (تتم إزالة جهد الإمداد +3 فولت من الطرف 7 للكتلة A1 والإخراج 5 من الكتلة A2) ، يستخدم جهاز الإرسال والاستقبال دائرة التحكم الذاتي في إشارة التلغراف باستخدام مولد تردد صوتي - a متعدد الهزاز على أساس الترانزستورات 2VT2 ، 2VT3. يتم تغذية إشارة المولد التي يبلغ ترددها حوالي 1 كيلو هرتز من خلال تابع باعث على ترانزستور 2VT4 في الملف الأولي لمحول ULF. يتم توفير جهد إمداد المولد من خلال الطرف 4 من الكتلة A4 فقط عند الضغط على مفتاح التلغراف.

يظهر مخطط المعدل التراكمي (كتلة A3) في الشكل. 4. يتم تجميع المذبذب الرئيسي وفقًا لمخطط "النقاط الثلاث" السعوي على الترانزستور GT313B (3VT1). هذا النوع من ترانزستورات الجرمانيوم بجهد إمداد +2 فولت هو الذي جعل من الممكن الحصول على أفضل استقرار للتردد وشكل إشارة الخرج الأقل تشوهًا. تتكون دائرة ضبط التردد من ملف 3L1 ومكثفات ZC1 و ZS2 و ZS5 و ZS6. يولد المولد جهدًا RF بتردد 1750 ... 1850 كيلو هرتز لنطاق 80 متر و 1830 ... 1930 كيلو هرتز لمدى 160 متر.ترانزستور 3VT4 هو مكبر إشارة مذبذب محلي.مثبت جهد إمداد المذبذب المحلي مصنوع من العناصر 3R13 ، ZS10 ، 3VD1-3VD3.

يتم تبديل النطاقات الفرعية للمولد بواسطة مفتاح SA5 (انظر الشكل 1). عند التبديل إلى نطاق 80 مترًا ، سيتم تطبيق جهد +3 فولت على الطرف 1 من الكتلة A3 ، سيفتح الترانزستور 3VT2 ويوصل مكثفًا إضافيًا 3C4 بدائرة ضبط التردد. سيقل تردد المذبذب المحلي. يقوم المفتاح الموجود على الترانزستور 3VT3 بتوصيل مكثف 3C7 ، مما يؤدي إلى تحويل تردد GPA في وضع النقل. كما لوحظ بالفعل ، تأتي إشارة التحكم من خلال الدبوس 2 من الكتلة A2 (الدبوس 3). على 160 مترًا ، يكون الإزاحة 400 هرتز وعلى 80 مترًا 800 هرتز. هذا مقبول تمامًا عند العمل عن طريق التلغراف.

عند تغيير النطاق ، من الضروري ، بالطبع ، إعادة بناء المكثف C1 (وفقًا لمستوى إشارة المحطات المستقبلة أو إلى أقصى عائد لمرحلة الإخراج). يتم تغذية جهد المذبذب المحلي من خلال السن 3 من الكتلة لحجب A1 (السن 2) ، حيث يتم تضخيمه أو مضاعفته (انظر أعلاه) ثم إلى السن 2 من الكتلة A4.

يظهر الرسم التخطيطي للكتل A4 في الشكل. 5. يعمل الترانزستورات 4VT2 ، 4VT3 على تضخيم إشارة المذبذب المحلي إلى مستوى كافٍ لتشغيل الخلاط الدائري للمستقبل وتراكم مرحلة خرج جهاز الإرسال والاستقبال على الترانزستور 4VT4. يتم تضمين محول مطابق 4T1 في مجمع الترانزستور 4VT4. يتم توفير الطاقة لمرحلة خرج جهاز الإرسال من خلال مفتاح على الترانزستور 4VT1 فقط أثناء التلاعب. المفتاح متصل بالطرف 6 من هذه الكتلة.

محول الجهد 3/12 فولت (بلوك A5) مصنوع وفقًا لمخطط مولد الدفع والسحب مع وصلة المحول. يظهر مخططها في الشكل. 6.

يستخدم جهاز الإرسال والاستقبال مقاومات ثابتةنوع MLT. مقاومة متغيرة R5 (انظر الشكل 1) - النوع SP-1 (الاعتماد ب). المكثفات الدائمة - KM (في GPA) ، KD ، KLS ، K10-17 ، مكثفات أكسيد - K50-35 ، K53-14. المكثف المتغير 1C1 في الكتلة A1 هو KPE-3 قياسي من ثلاثة أقسام من جهاز استقبال راديو Melodiya-104 أو من مستقبلات أنبوب من نوع Rigonda. مكثف الضبط ZS1 في GPA مصنوع من مكثف ضبط مع عزل الهواء KPV-50. مكثف C1 - KPE-2 (2x12 ... 495 pF) ، حيث يتصل كلا القسمين بالتوازي. يتم لف المحاثات الموجودة في الكتل A1 و A3 للالتفاف بسلك PEV-2 0.35 على إطارات بقطر 6 وارتفاع 20 مم. عدد اللفات 22. تحتوي الملفات على قواطع بقطر 2.8 مم مصنوعة من الفريت بنفاذية 600 (مستخدمة في دوائر IF لمستقبلات الترانزستور). يحتوي المحث L1 لمرحلة الإخراج على 34 دورة أسلاك PEV-2 0.5. يتم جرحه على إطار بقطر 20 مم. طول اللف - 24 ملم. تم استخدام الرأس المغناطيسي للاعب كملف مرشح تمرير منخفض 1 L4 (بلوك A1).

يتم لف محولات الخلاط بسلك PEV-2 0.12 على قلب مغناطيسي من الفريت الدائري (600NN) بحجم K10x6x5 ملم. عدد الأدوار 3x25. يتم لف المحول 4T1 لمضخم الطاقة على قلب مغناطيسي من الفريت بحلقة 2000 نانومتر ، حجم K17.5x8.2x5 ملم. عدد المنعطفات 2 × 10 ، سلك PELSHO - 0.31. محول 2T1 إلى ULF - خرج من مستقبل الترانزستور Alpinist.

يتم لف محول الجهد على قلب مغناطيسي من الفريت الدائري (2000 نيوتن متر) بحجم K17.5x8.2x5 ملم. يحتوي الملف الأولي على 2x12 لفات من سلك PEV-2 0.18 ، والثانوي - 48 + 10 + 48 لفة من سلك PEV-2 0.3. يقع اللف الثانوي أعلى الملف الأساسي بالتساوي حول محيط الحلقة.

يتم وضع معظم أجزاء جهاز الإرسال والاستقبال على خمسة ألواح مصنوعة من الألياف الزجاجية ذات الوجهين. أبعاد اللوح: A1 - 100x90 ملم ، A2 - 200x40 ملم ، A3 - 80x70 ملم ، A4 - 95x35 ملم ، A5 - 60x40 ملم. يتم الاحتفاظ بالرقائق على جانب واحد من الألواح كشاشة. يتم التثبيت على الجانب الثاني على رقع من الرقائق ، والتي يتم قطعها في مكان تركيب الأجزاء. بالطبع ، من الممكن تجميع جهاز الإرسال والاستقبال على لوحة واحدة. يتم وضع كتلة GPA A3 في شاشة ، ملحومة أيضًا من رقائق الألياف الزجاجية. تم تجهيز الترانزستور 3VT4 بمبرد من الألومنيوم بقياس 20x20x4 ملم. تحتوي ترانزستورات المحول 5VT1 و 5VT2 أيضًا على مشعات صغيرة - ألواح نحاسية بقياس 15 × 15 × 5 مم.

يتم تجميع جهاز الإرسال والاستقبال في علبة مصنوعة من رقائق الألياف الزجاجية. يظهر الترتيب التقريبي للكتل في جهاز الإرسال والاستقبال في الشكل. 7. باستخدام المفاتيح المصغرة ، المكثفات المتغيرة صغيرة الحجم ، يمكن تقليل حجم ووزن جهاز الإرسال والاستقبال بشكل كبير.

عند العمل في الميدان على مدى 80 مترًا ، تم إجراء الاتصالات على مسافة تصل إلى 500 كيلومتر ، وتم إجراء اتصالات تصل إلى 300 كيلومتر على مدى 160 مترًا. تم تنفيذ العمل على هوائي سلكي يبلغ طوله 41 مترًا ، وأثبت جهاز الإرسال والاستقبال أنه جهاز موثوق به إلى حد ما حافظ على استقرار التردد وطاقة الخرج عند تفريغ البطاريات.

تم إجراء تجارب على تشغيل جهاز الإرسال والاستقبال من بطاريتين من النوع NKGTS-1.5. مع الشحن المستمر للبطاريات الصغيرة البطاريات الشمسية، الإصدار الحد الأقصى الحالي 40 مللي أمبير ، كان العمل ممكنًا حتى 14 يومًا من الشحن الكامل للبطاريات لمدة 3-4 ساعات في اليوم.

بالنسبة لأولئك المهتمين باستخدام المتحكمات الدقيقة في الاتصالات الراديوية ، يتم تقديم منصة تجريبية لاختبار وحدات الإرسال والاستقبال الرقمية: المرشحات الرقمية ، ومثبطات الضوضاء ، ومفاتيح التلغراف الأوتوماتيكية ، إلخ. هذه تصميم بسيطستكون بمثابة ساحة اختبار جيدة للعمل على أفكارك الخاصة ، وستعمل أيضًا في رحلات راديو QRP.

(328 كيلوبايت)

لماذا تم كل شيء على هذا النحو ...

هناك مساحة أقل للإبداع لهواة الراديو - وهذا أمر يستحق التقدير. يمكن لعدد أقل من الناس أن يفهموا رومانسية التواصل المباشر من خلال فرقعة الأثير. التكنولوجيا جافة وعديمة الرحمة ، ولكن يتم استنكارها على شكل زر واحد بسيط ، مما يؤدي إلى الكسل الذي يقتل الإبداع.

لكن البحث عن مغامرة على رأسك لا يمكن القضاء عليه في بيئة راديو الهواة.

ظهرت الكثير من الأشياء الجديدة في هندسة الراديو مؤخرًا ، وتتجاوز حلول الدوائر تدريجياً مؤهلات الهواة نحو الدوائر الاحترافية ، خاصة في مجال الاتصالات. تعمل التقنيات الرقمية على دفع التناظرية بلا هوادة في العديد من المجالات ، ويجب أن نحاول مواكبة العصر.

التصميم الذي يلفت انتباهك هو تجريبي بطبيعته وهو مخصص في المقام الأول لأولئك الذين بدأوا في إتقان أجهزة التحكم الدقيقة الحديثة.

عند تطوير جهاز الإرسال والاستقبال هذا ، التزمت بالمبادئ التالية:

1. أقصى قدر من بساطة التصميم.
2. التكرار.
3. الحد الأدنى من التعديل مع الأجهزة التناظرية.
4. الحد الأدنى من التفاصيل.
5. تكلفة منخفضة ، توافر المكونات.
6. أقصى استخدام ممكن لعقد وحدة التحكم الدقيقة.

اعتمد التصميم على متحكم Atmega 8535 المصنوع بواسطة Atmel. تعد وحدات التحكم الشائعة والرخيصة وسهلة البرمجة هذه مناسبة تمامًا لبدء تشغيل كتل الوظائف الرقمية والعمل بها.

يمكن استخدام جهاز الإرسال والاستقبال لتجربة التطبيقات الحسابية المختلفة للعقد الرقمية. لم يتم تصورها كتصميم كامل ، لذلك لديها حد أدنى من الوظائف. الهدف الرئيسي ليس محاولة تكرار الأجهزة التناظرية إلى الرقمية التي تنتجها الصناعة ، ولكن لإنشاء نموذج لفهم تشغيل الاتصالات الرقمية وتكنولوجيا معالجة الإشارات. لذلك ، لم يتم تقديمه هنا تحديدالتصاميم (الحساسية ، الانتقائية ، إلخ) - لا يوجد شيء مميز عنها. رمز البرنامج بسيط وسهل الفهم للمبرمجين المبتدئين. إنه ليس مصممًا لإجراءات "النسيان المبرمج" ، بل بالأحرى "المحسنة المبرمجة". هذا هو السبب في تسمية هذا المشروع الخاص بجهاز الإرسال والاستقبال "بوليجون".

ما الجديد في التصميم؟

عدم القدرة على بناء SDR (راديو مصمم بالبرمجيات ، مسار راديو رقمي بالكامل) على وحدة التحكم الدقيقة المحددة ، يتم استخدام حل هجين هنا - يتم تحويل إشارة الراديو إلى إشارة تردد صوتية في جهاز استقبال غير متجانس ، ثم معالجتها بواسطة متحكم. لتلقي إشارات الراديو ، تم استخدام دائرة بسيطة لمستقبل تحويل مباشر على IS K174XA2 ، اقترحها فلاديمير تيموفيفيتش بولياكوف ("راديو" ، رقم 12 ، 1997 ، ص 34). تقنية التحويل المباشر بسيطة ، ولكن مع الاستخدام الصحيحفعال جدا. شكرا بالضبط دوائر بسيطةأصبحت منصة انطلاق لجيل كامل من هواة الراديو. الآن هناك فرصة لتعزيز الحلول التي تم تطويرها مرة واحدة بشكل كبير مع التطورات التكنولوجية الحديثة وإرجاع الحداثة والجاذبية إلى أجهزة إرسال واستقبال التحويل المباشر.

ما الجديد والأصلي في التصميم؟ فيما يلي بعض الميزات:

1. لا يوجد سوى ثلاث دوائر صغيرة في جهاز الإرسال والاستقبال - مثبت الجهد ، وجهاز الاستقبال ، والميكروكونترولر (وحوالي 60 جزءًا في المجموع) ؛

2. يتم تنفيذ ما يلي على المتحكم الدقيق: مرشح تمرير منخفض ضيق النطاق ، مفتاح تلقائي ، مذبذب محلي مع ضبط تردد رقمي (يجب عدم الخلط بينه وبين مُركب تردد رقمي) و AFC.

3. المذبذب المحلي هو مولد ساعة متحكم يعمل بتردد 14 ميجاهرتز. هذا هو الحل التجديفي الرئيسي المرعب من وجهة نظر التكنولوجيا الرقمية. لكنها بسّطت التصميم وعملت بشكل رائع! تذكر أن التكنولوجيا الرقمية هي فقط حالة خاصةتناظري ، لذا فإن التغيير في حدود 0.5٪ من التردد المرجعي لوحدة التحكم الدقيقة مقبول تمامًا. العمليات الحاسمة للوقت (مثل الرقمنة إشارة صوتية) ، يتم تسجيلها بواسطة مولد منفصل 32 كيلو هرتز ، يتم تنفيذه هناك في الميكروكونترولر.

4. يستخدم جهاز الإرسال والاستقبال دائرتين متذبذبتين (إحداهما تعمل دائمًا ، والدائرة P قيد التشغيل دائمًا ، ودائرة تذبذبية متوازية متصلة في وضع الاستلام) ، ويسمح لك استخدام مذبذب الكوارتز المحلي القابل للضبط دون استخدام مولد الترددات اللاسلكية.

5. لإعداد جهاز من أدوات القياس ، يلزم وجود جهاز اختبار ، مقياس جهد RF ، حمولة 50 أوم. كما أن جهاز استقبال التحكم مرغوب فيه للغاية.

6. من السهل تحويل جهاز الإرسال والاستقبال إلى جهاز إرسال واستقبال هاتفي أحادي النطاق ، ومع بعض التعقيدات ، جعله متعدد النطاقات. تردد الساعة هو 14 ميغا هرتز ، لذلك فقط من خلال إعادة تكوين مرشحات الإدخال يمكنك بسهولة إنشاء تصميم لنطاقات 20 ، 40 ، 80 ، 160 مترًا دون تغيير قيمة مرنان الكوارتز (ولكن يجب ملاحظة أنه عند الترددات أعلاه 10 ميجا هرتز ، تزداد خصائص K174XA2 سوءًا).

7. يمكنك أيضًا بسهولة إضافة التحكم في كسب الجهير الرقمي وتقليل الضوضاء (مرة أخرى دون تغيير الدوائر).

بالتأكيد ، ينتمي جهاز الإرسال والاستقبال الدقيق هذا إلى "تصميمات نهاية الأسبوع" التي لا تتطلب تقريبًا أي تعديل و "يتم تجميعها بشكل صحيح ، وتعمل فورًا بعد التشغيل" ، ولكن وظيفتها تسمح بالعديد من التجارب المثيرة للاهتمام.

يسمح لك التصميم بالتبديل إلى استقبال النطاق الجانبي الفردي ، حيث يتم تغذية الإشارات التربيعية المحددة بواسطة ناقل حركة الطور HF إلى ناقل الحركة الرقمي الطور LF ، ويتم تنفيذها كلها في نفس وحدة التحكم الدقيقة ، وأيضًا للتنفيذ (تقريبًا بدون تغيير الدائرة!) وضع الإرسال عن طريق الهاتف. المزيد عن هذا في المقالات اللاحقة.

يؤدي المقياس الرقمي والتحكم في القائمة إلى تعقيد البرنامج ، لذا لم يتم تنفيذهما. أكرر - الهدف الرئيسي من هذا التصميم هو تنفيذ بسيط للعقد الرقمية لمسار الإرسال والاستقبال ، والعمل على الخوارزميات الخاصة بنا وأجزاء الكود. وهذا يعني أن هذه ساحة اختبار تحتوي على مجموعة دنيا من الوظائف ، مما يفتح فرصًا واسعة للتجارب على طريق فهم تشغيل حقوق السحب الخاصة.

مخطط هيكلي

يظهر الرسم التخطيطي الوظيفي لجهاز الإرسال والاستقبال في الشكل 1

في وضع الاستقبال ، يتم تغذية إشارة التردد الراديوي للإدخال من الهوائي إلى مفتاح الهوائي (المرحل) ، ثم إلى مرشح P-loop ومرشح تمرير النطاق أحادي الحلقة PF. بعد ذلك ، تمر الإشارة المفلترة عبر مسار التحويل على شريحة K174XA2 ، والتي تتضمن مضخمًا عالي التردد (UHF) ، وخلاطًا متوازنًا ، ومرشحًا منخفض التردد (LPF) على دائرة RC متكاملة بسيطة ، ودائرة منخفضة التردد. مضخم التردد (ULF). يتم تنفيذ دور المذبذب المحلي من خلال إشارة مولد ساعة متحكم دقيق يمر عبر الحاجز. يتم تغذية الإشارة منه إلى جهاز مزج مسار الاستقبال.

بعد ULF K174XA2 ، يتم تغذية إشارة التردد المنخفض المشكلة والمضخمة إلى المحول ، والذي يفصل العقد اللاحقة عن مسار الاستقبال في وضع الإرسال. علاوة على ذلك ، يتم تغذية الإشارة المستقبلة إلى مرشح تمرير منخفض ضيق النطاق (ULF) مع إمكانية تضخيم الإشارة الرقمية. ULF عبارة عن سلسلة من المرشحات ذات الاستجابة النبضية المحدودة (FIR - استجابة النبضة المحدودة) من الرتبة الثلاثين. بعد ذلك ، يتم إرسال الإشارة المفلترة إلى مرشح تمرير منخفض إضافي بسيط على شكل دائرة RC ، وأخيراً إلى سماعات الرأس عالية المقاومة. لا يحتوي المتحكم الدقيق المستخدم على محول مدمج من رقمي إلى تناظري ، ولكنه يحتوي على ثلاثة مؤقتات مستقلة بوظيفة مولدات PWM التي يتم التحكم فيها ، مما يجعل من الممكن إنشاء DAC. يتم استخدام مولد PWM لتوليد إشارة خرج صوتية ، والثاني يستخدم لتوليد إشارة ضبط التردد والضبط التلقائي لتردد GPA. يتم استخدام الموقت الثالث كمولد ساعة لأخذ عينات الإشارة والعمليات الأخرى المتعلقة بالوقت.

يعمل مولد الساعة الخاص بالمتحكم الدقيق بتردد 14.308 ميجاهرتز (مع الأخذ في الاعتبار تغيير تردد الرنان بواسطة دائرة LC ، يكون الرنان نفسه متحمسًا عند 14.320 ميجاهرتز). ينشئ الحاجز القابل للبرمجة المدمج إشارة بالتردد المطلوب (14.308 / 4 = 3.577 ميجاهرتز - التردد المستخدم للموائد المستديرة والمسابقات بواسطة نادي RU-QRP). كعنصر ضبط التردد ، يتم استخدام مرنان سيراميك واحد ، محمّل بسعة varicap ومحاثة إضافية. عند تغيير إشارة ضبط تردد الخرج من 0 إلى 5 فولت ، يتغير التردد في نطاق 3.567-3.587 ميجا هرتز.

يتم ضبط تردد المذبذب المحلي باستخدام زرين "رفع التردد" و "التردد لأسفل" - أثناء الضغط على أحدهما ، يزداد تردد GPA بسلاسة ، بينما ينخفض الآخر بسلاسة. يتيح لك عدم وجود مقبض "الإعدادات" تبسيط تصميم جهاز الإرسال والاستقبال بشكل أكبر وزيادة استقرار VFO. يعمل الضبط التلقائي لتردد GPA على النحو التالي: عداد 32 كيلو هرتز يحسب نبضات مولد الساعة 14 ميجا هرتز لفترات زمنية متساوية (حوالي 0.2 مللي ثانية) ؛ إذا كان عدد النبضات يختلف عن العدد الثابت أثناء الضبط ، فإن وحدة AFC تصحح إشارة ضبط التردد وفقًا للإزاحة التي حدثت. يحدث التصحيح بتردد 5 كيلو هرتز ، أي بشكل شبه مستمر. عند ضبط تردد GPA ، لا يتداخل AFC مع تغيير التردد ، نظرًا لأن التردد المحدد يعمل كإعداد داخلي لـ AFC وتتتبع هذه الكتلة فقط إزاحة التردد بالنسبة للتردد المحدد كنتيجة للضبط.

يتم التبديل بين وضعي الاستقبال والإرسال تلقائيًا عند الضغط على مفتاح التلغراف ، ويتم الانتقال العكسي من وضع الإرسال إلى الاستقبال إذا لم يتم الضغط على المفتاح لفترة محددة (في البرنامج أعلاه ، حوالي 1 س).

أرز. واحدمخطط كتلة وظيفي لغرفة التجارة والصناعة QRP "Polygon"

في وضع الإرسال ، يتم تغذية إشارة GPA من مقسم التردد الخاص بالمتحكم الدقيق إلى مضخم الطاقة الموجود على جهاز واحد حقل التأثير الترانزستور. يتم تنفيذ التلاعب في المعدل التراكمي بواسطة مفتاح تلغراف برمجي شبه آلي يتم التحكم فيه بواسطة معالج تلغراف. يتم إرسال إشارة من مولد التحكم الذاتي إلى سماعات الرأس في وضع الإرسال. مفتاح الهوائيبالإضافة إلى تبديل الهوائي ، فإنه يقوم أيضًا بتبديل مصدر الطاقة لمرحلة خرج جهاز الإرسال. لمنع احتراق جهات اتصال الترحيل ، توفر خوارزمية التبديل فترة زمنية وقائية بمدة "نقطة" واحدة ، والتي تتيح لك تشغيل المرحل أولاً ، وبعد ذلك فقط تطبيق إشارة RF على دخل مضخم الطاقة.

في وضع الإرسال ، يتم إيقاف ADC.

مخطط الرسم البياني

يوضح الشكل 2 مخطط الدائرة الكهربائية لجهاز الإرسال والاستقبال الدقيق. معظم قيم العناصر غير حرجة (باستثناء قيم الدوائر التذبذبية). يتم تشغيل الهيكل من بطارية أو مصدر طاقة رئيسي بجهد خرج يبلغ 12 ... 14 فولت إلى أنود الصمام الثنائي VD1 ، والذي يعمل كحماية ضد الانعكاس العرضي لقطبية جهد الإمداد (مهم جدًا لظروف المجال!) . يتم توفير الجهد من كاثود الصمام الثنائي الواقي (نوعه ليس حرجًا ، طالما أنه يمكن أن يمر بحد أقصى للتيار يبلغ حوالي 1.5 أمبير) يتم توفيره للدائرة الدقيقة لمثبت DA2 ، والتي توفر جهد خرج 5 فولت لتشغيل DA2 و DA3 ، وكذلك للمحث L2 في دائرة التصريف VT1 وعلى التتابع K1. يمكن استبعاد الترانزستور VT2 من الدائرة في حالة استخدام المرحل K1 ، والذي يعمل بجهد كهربائي عند لف 5 فولت ، ثم يمكن التحكم فيه مباشرة من خرج وحدة التحكم الدقيقة (محركات إخراج منافذها الحالية تصل إلى 30 مللي أمبير إلى الحمل) ، وإدخال انعكاس في منطق التبديل في البرنامج.

أرز. 2 رسم تخطيطي لـ QRP CCI "المضلع"

تجدر الإشارة إلى أن الميكروكونترولر له نوعان من "الأرض" و "الطاقة" - زوج رقمي (VCC ، GND) وزوج تناظري (AVCC ، GND). كلما كانت هذه الأزواج أقل ارتباطًا ، كان ذلك أفضل ، نظرًا لأن تداخل الدائرة الرقمية عبر دوائر الطاقة و "الأرض" يخترق مدخلات مسار الاستقبال ، مما يقلل من حساسية المستقبل. خيار جيد، على ما يبدو ، سيكون هناك عزل كلفاني للمحولات لدوائر إمداد إشارة المذبذب المحلي إلى خلاط المستقبل DA1 ومضخم الطاقة VT1 ، لكن هذا الخيار لم يتم اختباره بعد. فيما يتعلق بحد الحساسية ، يمكننا القول أن المستوى الأدنى للإشارة الصوتية يبلغ حوالي 0.5 ميكرو فولت. يجب إجراء التوصيلات بين السن 4 من DA3 و DA1 و VT1 بكابل محمي لتقليل التداخل في الدائرة. يشار إلى "الأرض" التناظرية على الرسم التخطيطي بأيقونة بيضاء ، رقمية - باللون الأسود.

في وضع الاستقبال ، تدخل الإشارة من الهوائي في الحلقة P ، والتي تعمل على ترشيح الإشارة ومطابقة معاوقة خرج مضخم القدرة بمقاومة الهوائي في وضع الإرسال. من خلال محث L2 ، يتم توفير جهد إمداد بجهد 12 فولت إلى الدائرة P-loop ، والتي يتم تحويلها إلى استنزاف VT1 عند التبديل إلى وضع النقل. يعمل Capacitor C4 على عزل دائرة الهوائي عن جهد إمداد التيار المستمر. بعد ذلك ، يتم تغذية الإشارة من خلال مرشح ممر النطاق L3C12 لإدخال 1 من شريحة جهاز استقبال DA1. تم النظر في تصميم مسار الاستقبال بالتفصيل في مقال V.T. Polyakov "جهاز استقبال على شريحة واحدة" ("راديو" ، رقم 12 ، 1997 ، ص 34) ، لذلك لن نتطرق إليه. نلاحظ فقط أنه ، على عكس الأصل ، لا توجد دائرة غير متجانسة في هذه الدائرة ، ويتم تغذية جهد مذبذب RF المحلي (ساعة متحكم مقسوم على 4) بعد التنعيم بواسطة سلسلة R5C17 إلى الطرف 5 من DA2.

يتحكم المقاوم R2 في كسب التردد اللاسلكي DA1. يؤدي تطبيق جهد موجب صغير على السن 3 أو غياب R2 إلى انخفاض حاد في الكسب الإجمالي للمسار.

بعد التحويل إلى DA1 ، يتم تغذية إشارة التردد المنخفض المخصصة لـ C19R7 بعد الترشيح المسبق R6C7 إلى الطرف 40 من DA3 - القناة "0" من ADC للمتحكم الدقيق. القنوات المتبقية من مفتاح ADC مؤرضة لتقليل الضوضاء.

يتم توفير الطاقة للجزء التناظري من جهاز الإرسال والاستقبال من خلال مرشح L5C21.

تحدد سلسلة ZQ1L6VD2 تردد الساعة لوحدة التحكم الدقيقة والمذبذب المحلي لجهاز الإرسال والاستقبال. جهد التحكميتم تغذية كاثود varicap من خلال المقاوم R8 من الفلتر R9C26 لمولد PWM. يستخدم هذا المولد لضبط تردد المذبذب المحلي عند الضغط على زري "التردد لأعلى" و "التردد لأسفل" (المحطات 22 ، 23 DA3) ، ولتوليد إشارة AFC. عند التبديل إلى وضع الإرسال ، يقوم المتحكم الدقيق تلقائيًا بإزاحة التردد بمقدار 700 هرتز (تردد مرشح CW الخاص بالمستقبل).

يتم توصيل مفتاح التلغراف بالدبابيس 14.15 من وحدة التحكم الدقيقة. توفر مقاومات السحب الداخلية المبرمجة مستوى عالالجهد في هذه المدخلات المنفصلة ، أي المستوى العادي بالنسبة لهم هو منطقي "1". عند الاختصار إلى الأرض ، ينخفض مستوى الإدخال إلى المنطق "0" ، والذي تتم معالجته بواسطة البرنامج وفقًا لذلك.

يتم تحديد إشارة خرج تردد الصوت بواسطة مرشح R11C27C28BA1 من PWM لمولد Timer1 الثاني (دبوس 19 DA3).

يسمح لك ZQ2 باستخدام Timer2 DA3 كمذبذب مرجعي للمعالجة الحرجة - أخذ العينات وتصفية إشارة الإدخال.

يتم استخدام VD4 LED للإشارة إلى التشغيل عند تشغيل جهاز الإرسال والاستقبال وفي وضع الإرسال.

يتم لف الملف L1 على إطار يبلغ قطره 5 أمتار بدون قلب ويحتوي على 30 لفة من سلك PEV0.3. يتم لف محاثات دائرة الإدخال L3 و L4 على إطار بقطر 5 مم مع قلب ضبط ، L3 به 25 دورة ، L4 به 5 لفات من سلك PEV 0.3. يتم لف المحث L6 على إطار بقطر 5 مم مع قلب نحاسي ويحتوي على 40 لفة من سلك PEV 0.3. الحث الخاص به (وبالتالي ، عدد الدورات) ليس حرجًا ، ولكن يجب ألا يتجاوز 10 ميكرومتر ، وإلا لن يكون مولد DA3 متحمسًا. كلما زاد الحث L5 ، زاد نطاق الضبط. مع المعلمات المحددة ونطاق جهد التحكم البالغ 0 ... 5 فولت ، يصل الضبط بمقدار 3.5 ميجا هرتز إلى 20 كيلو هرتز ، ولكنه يختلف بشكل كبير في الاعتماد غير الخطي لتردد التوليد على جهد التحكم. يستخدم التصميم نوع مرحل RES49 مع مجموعة تبديل واحدة من جهات الاتصال ، مصممة لجهد تبديل يبلغ 12 فولت.

في وضع النقل ، يشكل المتحكم الدقيق "توقفًا مؤقتًا" ، مما يسمح للترحيل بالتبديل ، ثم يرسل إشارة مذبذب محلية إلى بوابة الترانزستور VT1 ، التي تعمل كمضخم للطاقة. يطور الترانزستور الموضح في الرسم البياني قوة تبلغ حوالي 1.5 واط عند حمولة 50 أوم. في هذه الحالة ، تبلغ سعة الجهد عند الحمل المتصل بمدخل الهوائي 12 فولت. تم إجراء الاتصال بهوائي من نوع "السلك الطويل" من خلال جهاز مطابقة MFJ-941E.

برمجة

لبرمجة متحكم Atmega8536 16PU ، تحتاج إلى مبرمج (على سبيل المثال ، أبسط "5 أسلاك" لمنفذ LPT بالكمبيوتر) وبيئة برمجة. أوصي بالبدء بـ Code Vision AVR ، الكود أدناه خاص به. النسخة المجانية ، التي يمكن تنزيلها هنا http://www.hpinfotech.ro/cvavre.zip ، لها قيود غير ضرورية لهذا المشروع. بالنسبة لأولئك الذين يواجهون المتحكمات الدقيقة لأول مرة ، أوصي بشدة بقراءة البرنامج التعليمي للإنترنت http://123avr.nm.ru/. سهل جدا للقراءة ، الكثير من الروابط المفيدة! أولئك الذين هم على دراية بلغة البرمجة C والبنية العامة للميكروكونترولر (يمكن العثور على وصف لـ ATmega8535 MK في) ، يمكنك البدء من الفصل السابع http://avr123.nm.ru/07.htm ، والذي يخبرنا عن كيفية عمل مبرمج في 5 دقائق وإعداد CodeVisionAVR.

انتباه! كن حذرا مع الصمامات! المصهر هو بت (علم) يسمح لك بتكوين عمل عقد متحكم فردي في مرحلة البرمجة. بمجرد اكتمال البرمجة ، لا تتوفر هذه البتات أثناء تشغيل البرنامج. يكمن خطر استخدامها ، على سبيل المثال ، في حقيقة أنه يمكنك اختيار نوع مولد الساعة. إذا كان النوع المحدد لا يتوافق مع النوع المتجسد في الدائرة ، فلن يبدأ المتحكم الدقيق حتى يتم تنفيذ الدائرة المقابلة لتكوين المصهر. اقرأ وصفهم بعناية في ورقة البيانات والبرنامج التعليمي المذكور أعلاه. في مشروع "Polygon" ، يتم استخدام إعدادات المصهر التالية (في الزاوية اليمنى السفلية من النموذج ، تتوافق إعدادات المصهر مع مولد ساعة كوارتز):

تذكر - من الأفضل عدم لمس المصاهر بنفسك حتى تفهمها تمامًا!

تتم كتابة رمز البرنامج في الغالب بلغة C ، لكن إجراء الترشيح الرقمي مكتوب في Assembler لأنه يتطلب سرعة تشغيل عالية - يجب أن يكون قادرًا على التشغيل بين عينات إشارة الإدخال التي تحدث عند تردد 3 كيلو هرتز.

يوجد أدناه رمز البرنامج الثابت الكامل ، وهو موجود في ملف واحد وبعد تجميع CodeVisionAVR يستغرق حوالي 1700 بايت في ذاكرة وحدة التحكم الدقيقة.

يمكن نسخ هذا الرمز في مشروع CodeVisionAVR الذي تم إنشاؤه حديثًا ، ويتم تجميعه وتحميله في متحكم Polygon. يجب وضع مجلد المشروع في نفس الدليل حيث تم تثبيت CodeVisionAVR. عند التجميع ، يصدر CVAVR أربعة تحذيرات (تحذيرات) ، فهي مرتبطة بحقيقة أن بعض المتغيرات موجودة في كود المجمع وغير مرئية للمترجم ، وبعض المتغيرات محجوزة لـ مزيد من التطويرمشروع. لا تحتاج إلى الالتفات إلى تحذيرات المترجم هذه ؛ فهذا لا يؤثر على عمل البرنامج.

تعديل

عند تشغيله لأول مرة ، أوصي بفصل خرج DA2 عن باقي الدائرة والتأكد من وجود جهد 5 فولت عند خرج المثبت. بعد ذلك ، يمكنك تطبيق الطاقة على DA1 و DA3. من الأفضل إيقاف تشغيل طاقة مرحلة الخرج من VT1 إلى L2 أثناء الضبط لتجنب الإرسال العرضي في حالة عدم وجود حمل هوائي.

انتباه! قبل برمجة المتحكم الدقيق ، قم بإيقاف تشغيل طاقة جهاز الإرسال والاستقبال ، ثم قم بتوصيل المبرمج ، وعندها فقط قم بتشغيل الطاقة مرة أخرى! بعد الانتهاء من البرمجة ، قم أولاً بإزالة الطاقة من الدائرة ، ثم افصل المبرمج ، ثم قم بتشغيل جهاز الإرسال والاستقبال مرة أخرى. لا تكن كسولًا للقيام بذلك في كل مرة إذا لم يكن لديك مبرمج ذو عزل كلفاني ، وإلا يمكنك إتلاف منفذ LPT للكمبيوتر أو الخطوط المقابلة للميكروكونترولر!

إذا تم تجميع كل شيء وترجمة بشكل صحيح ، سيبدأ التصميم في العمل ، ما عليك سوى إعداد دوائر الإدخال.

عند تشغيل طاقة جهاز الإرسال والاستقبال ، يجب أن يومض VD4 LED. إذا لم يحدث هذا ، فلن يبدأ المتحكم الدقيق. يمكنك محاولة استبعاد varicap والمحث L6 مؤقتًا من الدائرة عن طريق إغلاق بداية ونهاية دائرة LC هذه.

للتحكم في تشغيل DA3 ، يمكنك لمس دبوس 40 من وحدة التحكم الدقيقة باستخدام ملاقط - يجب سماع خلفية التقاط 50 هرتز في سماعات الرأس. إذا كان الأمر كذلك ، فإن البرنامج الثابت يعمل وكل شيء في محله. يمكنك أيضًا ، بفصل خرج DA1 ، وتطبيق الجهد على الإدخال 40 الخاص بـ DA3 ADC من مولد تردد الصوت ، وإزالة استجابة التردد لمرشح وحدة التحكم الدقيقة.

بعد أن تتعامل مع مسار التردد المنخفض ، يمكنك تكوين مسار التردد العالي. في الطرف 4 من DA3 ، أثناء التشغيل العادي ، يوجد تعرج بتردد حوالي 3580 ميجاهرتز. لا تحدث المعجزات هنا - إذا كان المتحكم الدقيق يعمل مع الكوارتز الموضح في الرسم التخطيطي ، فإن التردد عند الطرف 4 له القيمة المطلوبة أيضًا. يمكنك استخدام إشارة المذبذب المحلي لضبط دوائر الإدخال عن طريق تطبيقها من خرج سلسلة R5C17 إلى إدخال هوائي جهاز الاستقبال وقياس جهد التردد اللاسلكي على دائرة L3C12. من خلال تحريك قلب الملف L3 أو عن طريق اختيار سعة المكثف C12 ، تحتاج إلى تحقيق أقصى قيمة لجهد التردد اللاسلكي في هذه الدائرة.

يمكنك الآن توصيل حمولة 50 أوم بإدخال الهوائي ، وتوصيل الفولتميتر اللاسلكي به ، وتطبيق الجهد على مرحلة الإخراج عبر L2 والضغط على المفتاح. يجب أن تكون سعة جهد التردد اللاسلكي حوالي 12 فولت ، على التوالي ، عندما تضغط على "اندفاعة" ، يجب أن يظهر مقياس جهد التردد اللاسلكي حوالي 8 فولت.

لا تدخل في وضع الإرسال بدون هوائي مطابق أو تحميل هوائي!

تصميم

تم تجسيد المخطط المقترح في تصميم صغير لجهاز الإرسال والاستقبال الميداني.
بالنسبة للتجارب ، من الأنسب استخدام ATMega8535 في حزمة DIP40 - حيث يتميز بتخطيط 2.5 مم ، وهو معيار للوحات التجارب ، وهو مناسب أيضًا للحام اليدوي. لم يتم إنتاج لوحة الدوائر المطبوعة بشكل خاص ؛ كابل متحد المحور. المكونات المستخدمة للتجميع سطح جبل(SMD) ، باستثناء المكثفات الإلكتروليتية ، والدوائر الدقيقة ، ومرنانات الكوارتز. كل شيء مناسب على لوح التجارب مصنوع من المنسوجات مقاس 75x60 مم. في الصورة ، لم يتم وضع أزرار التحكم في التردد على اللوحة الأمامية ، ولكنها موجودة على اللوحة نفسها.

الشكل 3 تصميم TPP "المضلع".

نتائج الإختبار

بمساعدة "بوليجون" بهوائي "سلك طويل" (60 م) ، ممتد على ارتفاع 6 أمتار فوق سطح الأرض ، تم إجراء الاتصالات بنجاح من موسكو مع محطات راديو QRP في الجزء الأوروبي من روسيا. بالطبع ، 1.5 واط هي قوة صغيرة جدًا ، لذا يلزم قدر لا بأس به من الصبر للعمل في Polygon.

خطط مستقبلية

ما الذي يمكن تنفيذه في هذا التصميم وكيف تريد تغييره؟ يمكنك إضافة الميزات التالية:

جعل التصميم متعدد المدى ؛
إضافة مؤشر
تعليم جهاز الإرسال والاستقبال للعمل مع وسائط الاتصال الرقمية ؛
تنفيذ مسار استقبال أحادي الجانب مع تحويل رقمي للإشارات التربيعية ؛
إضافة وضع SSB.

حسنًا ، بالطبع ، جرب طرق تصفية مختلفة (على سبيل المثال ، مرشحات IIR) وخوارزميات تقليل الضوضاء.

سيرحب المؤلف بأي تغييرات في التصميم والكود البرمجيات"المضلع" ، مما يزيد من خصائصه ووظائفه. "Polygon" مشروع مفتوح تمامًا ، وتكمن جاذبيته تحديدًا في إمكانية تطوير الإبداع في اتجاهات جديدة.

حظا سعيدا في التصميم والعمل الميداني!

قم بتنزيل كل الوصف في ملف PDF واحد(328 كيلوبايت)

73!
بإخلاص،
يوري ، RX3AEW

الوصف والأنواع الرئيسية لأجهزة الإرسال والاستقبال المستخدمة في الاتصالات اللاسلكية

جهاز الإرسال والاستقبال

توافق ، كثيرًا ما نسمع كلمة غامضة وغير مفهومة "جهاز الإرسال والاستقبال"، ويتم استخدامه في مجالات النشاط المختلفة. في جوهره ، جهاز الإرسال والاستقبال هو جهاز إرسال استقبال. إشارات مختلفةبين الأشياء الموجودة على مسافة معينة من بعضها البعض. ظهر المصطلح نفسه نتيجة تعايش اثنين كلمات انجليزية:الارسال والاستقبالوالمرسل والمستقبل على التوالي. هذا الاستطراد القصير في تاريخ تشكيل المصطلح سوف يفسر إلى حد كبير مدى اتساع نطاق تطبيقه. في هذه المرحلة من تطورها ، تستخدم البشرية بنشاط معدات الإرسال والاستقبال في جميع مجالات حياتها تقريبًا. لذلك ، شاهدت أجهزة الإرسال والاستقبال الشبكية أجهزة الاتصال اللاسلكي من نوع جهاز الإرسال والاستقبال وأكثر من ذلك بكثير. في هذه المقالة ، سنقوم بتضييق نطاق اهتماماتنا والتحدث فقط عن تلك أجهزة الإرسال والاستقبال المستخدمة في الاتصالات اللاسلكية.

لذا ، فإن جهاز الإرسال والاستقبال عبارة عن جهاز اتصال لاسلكي ، حيث تعمل الوحدات الوظيفية الرئيسية (المذبذبات المحلية ، ومكبرات الصوت ، والمرشحات ، وما إلى ذلك) في اتجاهين (الاستقبال / الإرسال). تتطلب مثل هذه العملية التفاوض التلقائي على استقبال وإرسال الترددات. نظرا للميزات المقدمة للهيكل والتنفيذ عملية التفاوض، يحتوي جهاز الإرسال والاستقبال على عدد أقل من عناصر التحكم ، مما يبسط التصميم بالكامل إلى حد كبير.

لذلك ، كل جهاز إرسال واستقبال هو ، ولكن ليس كل جهاز اتصال لاسلكي هو جهاز إرسال واستقبال. على الرغم من الإنصاف ، تجدر الإشارة إلى أنه في الوقت الحالي ، يتم إنشاء محطات الراديو بشكل متزايد وفقًا لمخطط جهاز الإرسال والاستقبال (مع عقد تشغيلية مدمجة).

جهاز الإرسال والاستقبال: المزايا

أعلى قليلاً ، لقد تطرقنا بالفعل إلى المزايا الرئيسية لجهاز الإرسال والاستقبال ، ولكن من أجل الكشف عن الصورة بالكامل ، يجب علينا مرة أخرى تحديد أهم المزايا:

تكلفة صغيرةوخفة الوزن (هذا يرجع إلى التصميم البسيط ، حيث لا يوجد عدد كبيرعناصر)؛
اتصال مستقرفي الظروف الجوية السيئة (لن تمنعك الأمطار الغزيرة أو الضباب الكثيف أو التغيرات في درجات الحرارة من التفاوض) ؛
إمكانية التنقل(تسمح الأبعاد المدمجة لجهاز الإرسال والاستقبال أن يكون دائمًا في متناول اليد ، على سبيل المثال ، عند المشي لمسافات طويلة).

جهاز الإرسال والاستقبال: مبدأ التشغيل

في حد ذاته ، فإن تشغيل جهاز الإرسال والاستقبال ليس معقدًا على الإطلاق ، وأي هواة راديو يعرفه جيدًا بما فيه الكفاية. من الناحية التخطيطية ، يبدو كما يلي: يلتقط هوائي عنصر الاستقبال الإشارات الكهرومغناطيسية الواردة ، والتي يتم إرسالها على الفور إلى المصدر التيار المتناوبوهناك تمرير المعالجة الأولية من الضوضاء. بعد هذا الإجراء ، تخضع الإشارة لمزيد من التنقية بمساعدة المرشحات الخاصة ومكبرات الصوت وما إلى ذلك. في هذه المرحلة ، يتم عزل المعلومات الضرورية وتقويتها. علاوة على ذلك ، يتم تشغيل المولدات ومُصنِّع التردد ، فهم هم الذين يوفرون حركة الإشارة ، واعتمادًا على الحاجة ، يغيرون الطول الموجي ، ويقومون بتحويل التردد ، وما إلى ذلك. أخيرًا ، يتم إرسال الإشارة المعدلة إلى جهاز الإرسال.

كما يتضح من الرسم البياني ، بالإضافة إلى اثنين العناصر الأساسية، يحتوي جهاز الإرسال والاستقبال على عدد من الوحدات الوظيفية التي تنفذ جميع العمليات الداخلية بالإشارات.

مولد كهرباء.مع ذلك ، يتضخم جهاز الإرسال والاستقبال إشارات ضعيفةويحسن نوعية الموجات الواردة.
مركب التردد.يولد إشارات عالية الدقة لتوزيعها على مساحات كبيرة.
تحويل التردد.المهمة الرئيسية لهذه العقدة هي تحويل الترددات ، إذا اقتضت الظروف ذلك. على سبيل المثال ، عند إرسال الموجات إلى أجهزة ذات شبكة تردد مختلفة.

نظرًا لأن تنظيم جهاز الإرسال والاستقبال ، من حيث المبدأ ، بسيط جدًا ، يمكن لهواة الراديو إنشاء عينة جهاز الإرسال والاستقبال بمفرده. كان هذا شائعًا بشكل خاص قبل بضعة عقود ، عندما كان التلفزيون أبيض وأسود وكان الإنترنت مجرد حلم.

جهاز الإرسال والاستقبال: الأنواع

في مجال الاتصالات الراديوية ، هناك عدة تصنيفات لأجهزة الإرسال والاستقبال:

حسب نطاق الموجة:

جهاز الإرسال والاستقبال عالي التردد. كما يوحي الاسم ، يعمل جهاز الإرسال والاستقبال هذا حصريًا مع الموجات القصيرة (3-30 ميجاهرتز) ويمكنه نقل المعلومات عبر مسافات طويلة نسبيًا. طاقة منخفضة. في منطقة صغيرة واحدة ، يمكن للعديد من أجهزة الإرسال والاستقبال عالية التردد أن تعمل في وقت واحد ، دون أن تتداخل مع بعضها على الإطلاق. العمل مع الموجات القصيرة لا يعني فقط استخدام مزاياها ، ولكن أيضًا تسوية أوجه القصور فيها. لذلك ، فإن HF لها نفاذية مختلفة اعتمادًا على الوقت من اليوم ، وفي بعض الأحيان يكون هناك خبو قصير للموجات. يأخذ مصنعو أجهزة الإرسال والاستقبال عالية التردد هذه الميزات في الاعتبار ويصممون منتجاتهم وفقًا لذلك.

جهاز الإرسال والاستقبال VHF. يستخدم جهاز الإرسال والاستقبال هذا موجات VHF (30-300 ميجا هرتز). هم الميزة الأساسيةهو الانتشار في نطاق خط البصر فقط.

بالميعاد:

جهاز الإرسال والاستقبال الهواة.تشمل هذه الفئة النماذج المستخدمة لتنظيم الاتصال بين المشتركين غير المحترفين بترددات منظمة بدقة. جهاز الإرسال والاستقبال الهواة ، كقاعدة عامة ، مجهز بوظائف خارجية غنية (شاشة عرض ، مفاتيح قابلة للبرمجة ، عناصر تحكم).

جهاز الإرسال والاستقبال المهني.غالبًا ما يتم استخدامه في الجيش ووكالات إنفاذ القانون ، لتوفير الاتصالات التشغيلية ، على سبيل المثال ، أثناء التدريبات. عادة ما يكون هناك عدد قليل من الضوابط ، لأن المهام الوظيفية لجهاز الإرسال والاستقبال المحترف محدودة وتخضع لهدف واحد - إنشاء اتصال عالي الجودة في الوقت المناسب.

شركة مارينكتقدم مجموعة واسعة من أجهزة الإرسال والاستقبال عالية التردد للهواة والمحترفين من الشركات المصنعة الشهيرة مثل ، ، ،.

مع انتشار الإنترنت ، بدأ راديو الهواة ، مهما كان مؤسفًا ، في التلاشي تدريجياً. أين ذهب جيش المشاغبين الإذاعيين ، جحافل "صيادي الثعالب" مع الباحثين عن الاتجاه وزملائهم الآخرين ... اختفوا ، وبقيت الفتات. لا يوجد تحريض جماعي على مستوى الدولة ، وبشكل عام ، تغير نظام القيم - يفضل الشباب في كثير من الأحيان اختيار وسائل ترفيه أخرى لأنفسهم. بالطبع ، لا يتم استخدام شفرة مورس غالبًا في العصر الرقمي الحالي ، ويفقد الاتصال اللاسلكي في شكله الأصلي موقعه بشكل متزايد. ومع ذلك ، فإن هواية راديو الهواة هي مزيج من نوع من الرومانسية للتجول مع قدر لا بأس به من المهارات والمعرفة. والفرصة لتصرخ بأدمغتك ، وتضع يديك عليها ، وتفرح بروحك.

ومع ذلك لم أخجل إخوتي ،
بل جسّدوا قواهم النقابية:
أنا ، مثل البحار ، قمت بتقطيع العناصر
وكلاعب ، صلى من أجل الحظ.

M. K. Shcherbakov "Song of the Page"

ومع ذلك ، إلى هذه النقطة. لذا.

عند اختيار تصميم للتكرار ، كانت هناك عدة متطلبات ناشئة عن معرفتي الأولية في مجال تصميم معدات الترددات اللاسلكية - الوصف الأكثر تفصيلاً ، خاصة فيما يتعلق بالتوليف ، لا حاجة إلى تردد لاسلكي خاص أدوات القياس، قاعدة العناصر المتاحة. وقع الاختيار على جهاز الإرسال والاستقبال المباشر فيكتور تيموفيفيتش بولياكوف.

جهاز الإرسال والاستقبال - معدات الاتصال ومحطة الراديو. يوجد جهاز الاستقبال وجهاز الإرسال في زجاجة واحدة ، ولهما جزء مشترك من السلاسل التعاقبية.

جهاز الإرسال والاستقبال SSB للمبتدئين ، نطاق واحد ، 160 مترًا ، تحويل مباشر ، مرحلة إخراج الأنبوب ، 5 واط. يوجد جهاز مطابقة مدمج للعمل مع هوائيات ذات ممانعات موجية مختلفة.

SSB - تشكيل النطاق الجانبي الأحادي (تعديل السعة بنطاق جانبي واحد ، من تشكيل النطاق الجانبي الفردي الإنجليزي ، SSB) - نوع من تشكيل الاتساع (AM) ، يستخدم على نطاق واسع في معدات الإرسال والاستقبال من أجل الاستخدام الفعال لطيف القناة وقدرة الإرسال معدات الراديو.

يسمح مبدأ التحويل المباشر للحصول على إشارة أحادية النطاق ، من بين أمور أخرى ، بالاستغناء عن عناصر راديو محددة متأصلة في دائرة متغايرة فائقة - مرشحات كهروميكانيكية أو كوارتز. من السهل تغيير النطاق البالغ 160 مترًا ، والذي تم تصميم جهاز الإرسال والاستقبال من أجله ، إلى نطاق يتراوح بين 80 مترًا أو 40 مترًا عن طريق إعادة تكوين الدوائر التذبذبية. لا تحتوي مرحلة الإخراج على أنبوب الراديو على ترانزستورات RF باهظة الثمن ونادرة ، ولا يتم إرضاءها بشأن الحمل ولا تتعرض للإثارة الذاتية.

دعونا نلقي نظرة على مخطط الرسم البيانيالأجهزة.

يمكن العثور على تحليل مفصل للدائرة في كتاب المؤلف ، وهناك أيضًا لوحة الدوائر المطبوعة للمؤلف ، وتخطيط جهاز الإرسال والاستقبال ، ورسم الحالة.
مقارنة بتصميم المؤلف ، تم إجراء التغييرات التالية على تنفيذه. بادئ ذي بدء - التخطيط.

إن إصدار جهاز الإرسال والاستقبال ، المصمم للعمل على أدنى نطاق للهواة ، يسمح بشكل كامل بتخطيط "التردد المنخفض". في تصميمهم الخاص ، تم استخدام الحلول الأكثر قابلية للتطبيق على معدات التردد اللاسلكي ، على وجه الخصوص ، تم وضع كل عقدة كاملة منطقيًا في وحدة محمية منفصلة. من بين أمور أخرى ، هذا يجعل من السهل تحسين الجهاز. حسنًا ، لقد ألهمتني إمكانية إعادة الضبط البسيط إلى 80 أو حتى 40 مليون فرقة. هناك ، سيكون مثل هذا الترتيب أكثر ملاءمة.

تبديل التبديل "استقبال الإرسال" ، استبداله بعدة مرحلات. جزئيًا بسبب الرغبة في التحكم في هذه الأوضاع من الزر البعيد الموجود على نعل الميكروفون ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى التوصيلات الصحيحة لدوائر الإشارة - الآن لم تعد بحاجة إلى السحب من بعيد إلى مفتاح التبديل الموجود على اللوحة الأمامية (تم وضع كل مرحل عند نقطة التبديل).

قدم تصميم جهاز الإرسال والاستقبال رنيه مع تباطؤ كبير ، وهذا يجعله أكثر ملاءمة لضبط المحطة المطلوبة.

ما تم استخدامه.

أدوات.
لحام الحديد مع الملحقات ، أداة لتركيب الراديو والأعمال المعدنية الصغيرة. مقص معدني. أداة نجارة بسيطة. تستخدم آلة طحن. أصبحت المسامير العمياء ذات الملقط الخاص لتركيبها في متناول اليد. يمكن صنع شيء ما للحفر ، بما في ذلك الثقوب الموجودة على لوحة الدوائر المطبوعة (~ 0.8 مم) ، باستخدام مفك براغي واحد - الأوشحة محددة ، وهناك عدد قليل من الثقوب. حفارة مع الملحقات ، مسدس الغراء الساخن. إنه لأمر جيد إذا كان لديك جهاز كمبيوتر مع طابعة في متناول اليد.

المواد.
بالإضافة إلى عناصر الراديو - سلك التركيب، الصلب المجلفن ، قطعة من الزجاج العضوي ، مادة رقائق معدنية ومواد كيميائية لتصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، أشتات ذات صلة. ليس خشب رقائقي سميك للجسم ، قرنفل صغير ، غراء خشب ، الكثير من ورق الصنفرة ، الطلاء ، الورنيش. قليل من الرغوة المتصاعدة ، رغوة كثيفة رقيقة - "Penoplex" بسمك 20 مم - للعزل الحراري لبعض السلاسل التعاقبية.

بادئ ذي بدء ، في AutoCAD ، تم رسم تخطيط كل من الجهاز وكل وحدة.

تم تصنيع الوحدات نفسها - لوحات الدوائر المطبوعة، "عيش الغراب" لحالات وحدة الصلب المجلفن. يتم تجميع الألواح ، ويتم لف ملفات الحلقة وتركيبها ، ويتم لحام الألواح في أغطية شاشة فردية.

مكثف متغير لمذبذب محلي - مع إزالة كل لوحة ثانية. اضطررت إلى تفكيك كتل الجزء الثابت ولحامها ، ثم إعادة كل شيء إلى مكانه.

الجسم مصنوع من الخشب الرقائقي 8 مم ، وبعد تعديل الفتحات والثقوب ، يتم غطى الصندوق بالرمل ومغطى بطبقتين من الطلاء الرمادي. من الداخل ، تم الانتهاء من الصندوق بنفس الفولاذ المجلفن ، وقد بدأ التثبيت النهائي للعناصر والوحدات.

يوجد مفتاح galette والمكثف المتغير للجهاز المطابق بالقرب من موصل الهوائي ، مما يسمح لك بتقصير أسلاك التوصيل قدر الإمكان. للتحكم بها من اللوحة الأمامية ، يتم استخدام امتدادات مهاويها من مسمار ملولب 6 مم وصواميل توصيل مع سدادات.

يتكون محور التوليف من عمود من طابعة نافثة للحبر مكسورة ، وعلى نفس المحور كانت هناك وحدة فرملة ، والتي كانت مفيدة أيضًا. تم صنع الأخدود الذي يحمل الكبل الورني باستخدام حفارة.

يتم أخذ البكرة الخاصة والكابل نفسه والزنبرك الذي يوفر الشد من راديو أنبوبي.

مقبض التوليف مصنوع من ترسين كبيرين من نفس الطابعة. الفراغ بينهما مليء بالغراء الساخن.

تم الانتهاء من جدران وحدة المذبذب المحلي بطبقة من الرغوة المتصاعدة ، مما يسمح لك بتقليل "انجراف التردد" بسبب التسخين عند ضبط المحطة.

تم وضع وحدة مكبر صوت الهاتف والميكروفون الجدار الخلفيالسكن ، لحمايته (الوحدة النمطية) من التلف الميكانيكي ، يتم إجراء عمليات تحرير على الجدران الجانبية للغلاف.

ضبط المذبذب المحلي لجهاز الإرسال والاستقبال. بالنسبة لها ، تم إنشاء بادئة RF بسيطة لمقياس متعدد ، مما يسمح لك بتقييم مستوى جهد التردد اللاسلكي ، على سبيل المثال.

في البداية ، تقرر تغيير دائرة مرحلة إخراج المرسل إلى دائرة شبه موصلة ، تعمل بنفس القوة 12 فولت. أكثر حداثة، ملف إضافي على ملف P-loop ، مزود بجهد منخفض فقط.

مخطط التغييرات. الطاقة الناتجة حوالي 0.5 واط.

في المستقبل ، تقرر العودة إلى الأصل. اضطررت إلى استبدال المليمتر بآخر أكثر حساسية ، وإضافة العناصر المفقودة ، وتغيير مصدر الطاقة.

وحدة مضخم الطاقة معزولة حرارياً عن العناصر الهيكلية الأخرى ، حيث إنها مصدر كمية كبيرة من الحرارة. يتم تنظيم التهوية الطبيعية - يتم عمل مجال من الثقوب في الطابق السفلي من العلبة وعلى الغطاء فوق الوحدة.

يحتوي الطابق السفلي من المبنى أيضًا على عدد من الكتل والوحدات النمطية.

تحتوي دائرة الإرسال والاستقبال على أبسط الحلول للعقد الفردية ولا تتألق بالخصائص ، ومع ذلك ، هناك عدد من التحسينات والتحسينات التي تهدف إلى تحسين خصائص الأداء وتحسين سهولة الاستخدام. هذا هو إدخال تبديل النطاق الجانبي للإشارة ، والتحكم التلقائي في الكسب ، وإدخال وضع CW أثناء الإرسال. يمكن أيضًا زيادة قمع النطاق الجانبي غير العامل بشكل طفيف عن طريق تقليل الانتشار في خصائص صمامات الخلاط ، على سبيل المثال ، باستخدام مجموعة الصمام الثنائي KDS 523V بدلاً من الصمامات الثنائية V14 ... V17. يمكن إجراء تحسينات على العقد الفردية وفقًا لمخططات من. يجدر أيضًا الانتباه إلى الحلول. يسمح الترتيب المطبق بالقيام بذلك بسهولة تامة.

المؤلفات.
1. فيت بولياكوف. التحويل المباشر لدار النشر محولات الإرسال DOSAAF اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية. 1984
2. مخطط التعلق بالمقياس المتعدد لقياس الترددات الراديوية.
3. ديلدا سيرجي غريغوريفيتش. مسار SSB للتحويل المباشر للإشارة الصغيرة لـ TRX على نطاق 80 مترًا