В прошлой части рассказывалось, как из спаянных комплектов радиостанции РК-P01 подготавливался тестовый стенд. А теперь будем радиостанцию настраивать.
9. Настройка
Одним из достоинств данного радиоконструктора является методика его настройки без использования частотомера и осциллографа, описанная разработчиками в инструкции.
Понадобится только мультиметр, ВЧ-пробник и индикатор-поля (волномер). Да ещё вещательный FM-радиоприёмник с цифровой индикаторной шкалой. Сразу скажу, что полностью обойтись только перечисленными инструментами у меня не получилось.
Тем не менее, описанный разработчиками способ позволит и начинающим радиолюбителям, возможно не имеющим в домашней радиолаборатории таких сложных (и дорогих) измерительных средств, как частотомер и осциллограф, справиться с настройкой этой радиостанции.
Ниже в виде цитат приводится пошаговая последовательность настройки из инструкции и описание моих действий и результатов.
А для удобства последующей настройки приведу ещё раз схему радиостанции.
Да и монтажная схема расположения элементов на плате тоже, пожалуй, не помешает.
Шаг 1
После окончания сборки проверьте правильность установки всех компонентов.
Убедившись, что всё в порядке, можно переходить к включению и настройке радиостанции.
Моя излишняя поспешность и невнимательность не позволила мне обнаружить и исправить допущенную на этапе сборки ошибку. Как рассказывал в начальной статье цикла, я перепутал стабилитроны в передатчике и приёмнике. Это обошлось в дополнительную, вторую попытку настройки радиостанции. Могло оказаться и хуже, привести к выходу деталей из строя. Поэтому, как бы вы не спешили в предвкушении, что всё сейчас сразу заработает, пожалуйста, отработайте шаг 1 внимательно и по полной, чтобы потом, возможно, не разочаровываться.
Шаг 2
Вкрутите сердечники катушек индуктивности внутрь каркасов. Соблюдайте осторожность! Материал сердечников очень хрупок и излишнее усилие может разрушить сердечник.
Сделано.
Пользуемся при этом вспомогательной пластиковой отвёрткой. А если пластик окажется слишком мягким, можно подтачивать его надфилем по мере использования.
Как мы помним из предыдущей статьи, катушки L1 и L3 впаивать на плату пока не нужно, впаяем их позже в процессе настройки. Также не нужно было впаивать на плату конденсатор C10. Если вдруг уже впаяли ‒ отпаяем назад хотя бы один его вывод.
Шаг 3
Подсоедините батарею типа "Крона" (в комплект не входит) к клеммной колодке и выключателем S2 подайте питание на радиостанцию.
У меня вместо "Кроны" преобразователь напряжения с 9-ю вольтами на выходе, а выключатель S2 буду использовать только при размещении конструктора в корпусе, поэтому пока я просто подключил аккумулятор к разъёму преобразователя.
Поскольку переключатель S1 установлен в положение "Приём", то питание поступит на приёмную часть станции. Из динамика должен появиться шум ненастроенного приёмника.
Есть такое. Резкий громкий шипящий звук. Желаемую громкость шипения можно отрегулировать вращением ручки переменного резистора R9.
Шаг 4
Убедитесь в правильности работы приёмника, для чего покрутите сердечник катушки L4 ‒ приёмник должен поймать сигналы нескольких местных радиостанций. Резистором R9 можно установить желаемую громкость.
Получилось поймать две-три станции, но настройка очень тонкая, легкое касание, поворот сердечника катушки буквально на 1-2 градуса и пойманная радиостанция "уплывает". С качеством радиоприёма тоже не очень, не для аудиофилов, свист, шипение, звук резкий, "пластиковый", тем не менее речь диктора более-менее разборчива, передаваемые мелодии узнаваемы.
Убедившись, что приёмник работает корректно, установите и припаяйте конденсатор C10 и катушку L3.
Сделано.
Шаг 5
После пайки плат радиостанции в каждом из комплектов оказалось несколько "лишних" радиодеталей: пара резисторов, конденсатор, пара диодов.
Это не столько доброта и желание комплектовщика пополнить ваши домашние радиозапасы, сколько суровая необходимость использования при настройке двух простых вспомогательных схем, которые вам потребуется спаять самостоятельно.
Для настройки передатчика необходимо собрать вспомогательный узел ‒ высокочастотный пробник-приставку к мультиметру. Все компоненты, необходимые для его сборки входят в комплект конструктора. Пробник собирается навесным монтажом.
Я добавил к данным радиодеталям тонкую плотную картонку от упаковки аккумуляторов и немного толстого медного луженого провода для скобок и собрал схему ВЧ-пробника не навесным монтажом, а в виде отдельной временной платы. Вертикальную скобку с диодом слева пока не стал подключать, но предусмотрел для будущей схемы индикатора поля (волномера).
Шаг 6
Между верхним по схеме выводом конденсатора C2 и общим проводом впаяйте резистор [нагрузки] Rн сопротивлением 51 Ом.
Сделано.
Параллельно резистору Rн подключите ВЧ-пробник. Противоположный выход пробника подключите к мультиметру, включённому на измерение постоянного напряжения на пределе 20-30 вольт.
Сделано.
Подайте питание на передатчик, нажав на переключатель S1. На индикаторе мультиметра появятся показания постоянного напряжения в пределах 0.5‒3 вольт ‒ это свидетельствует о работоспособности передатчика. В противном случае необходимо выключить питание радиостанции и внимательно проверить монтаж на наличие ошибок.
У меня мультиметр показал 0.48‒0.49 вольт. Я счёл это достаточным. Хотя, быть может, это и неправильно.
После исправления ошибки с перепутанными стабилитронами была надежда, что данное значение напряжения увеличится раза в три.
Но нет. В процессе второй попытке настройки на каждой из плат замеренное напряжение на этом шаге составило 0.42 вольт и 0.45 вольт соответственно.
Шаг 7
Далее необходимо настроить задающий генератор на частоту 27 мГц. Для этого понадобится любой бытовой вещательный УКВ приёмник. Установите на приёмнике частоту 108 мГц, после чего поворачивая отвёрткой сердечник катушки L5 поймайте сигнал передатчика. При точной настройке контура, между приёмником и передатчиком возникнет акустическая связь, что выразится в неприятном писке, который начнёт издавать приёмник.
Это на самом деле гениальный способ ‒ настроить несущую частоту передатчика по гармоникам частоты уже настроенного промышленного радиоприёмника!
У меня в доме нашёлся работающий радиоприёмник с цифровым индикатором частоты, правда не промышленный, а самодельный, из радиоконструктора.
Я выставил на его индикаторе ровно 108 мГц, покрутил сердечник катушки L5 и по и против часовой стрелки, но неприятного писка так и не дождался. Что-то было не так. (И я даже догадываюсь, что. Скорее всего перепутанные стабилитроны).
‒ Жаль, но "эту вязанку дров мне без ослика не увезти" ‒ подумал я, отключив питание радиостанции, и достал со шкафа "ослика" ‒ осциллограф FNIRSI-1C15.
Надел на кнопку фиксирующий пластиковый ободок.
Отключил ВЧ-пробник, подключил осциллограф параллельно резистору нагрузки Rн.
Теперь, после подключения питания радиостанции, выставить на резисторе нагрузки частоту в 27 мГц оказалось проще. Как советует разработчик конструктора в статье на "РадиоКоте" лучше установить значение частоты...
"... чуть больше 27 мГц, например 27.2 мГц, чтобы частота четвертой гармоники гетеродина не входила в диапазон УКВ вещания и нам не мешали радиовещательные станции".
Так как в данной схеме нет кварцевой стабилизации частоты, то она может "плавать". У меня она плавала до 100 кГц в обе стороны. Возможно из-за импульсного преобразователя напряжения и отсутствия фильтра на его выходе. И это не очень хорошо. Поэтому нужно постараться установить частоту передатчика по возможности точнее.
Во время настройки при второй попытке волшебство акустической связи с эталонным (этим же, домашним) радиоприёмником всё-таки случилось!
Для первой платы был слышен не столько свист, сколько тонкий гул, при настройке второй платы слышался не свист и не гул, а некое "гудение-тарахтение". Так что способ вполне рабочий. Но выставлять нужную частоту несущей передатчика с помощью осциллографа всё же точнее и нагляднее.
И в первой и во второй попытке плата радиостанции располагалась примерно в 25-30 см от радиоприёмника.
Шаг 8
Следующий этап заключается в настройке передатчика на максимальную мощность.
Для этого вкрутите сердечник катушки L2 до упора.
Начинайте медленно выкручивать сердечник из каркаса, одновременно контролируя показания мультиметра, подключённого к ВЧ-пробнику. По мере выкручивания сердечника, показания мультиметра сначала будут расти, а затем начнут снижаться.
Отключил осциллограф, снова подключил ВЧ-пробник и мультиметр. Да, есть такое, показания сначала растут, потом начинают снижаться.
Необходимо оставить сердечник в том положении, когда показания мультиметра максимальны. В зависимости от параметров транзисторов передатчика, это может быть 3-4 вольта.
У меня сначала получилось вдвое меньше, на осциллографе максимум 1.75 вольт.
При второй попытке настройки для первой и второй платы ВЧ-пробник показывал 0.49 вольт и 0.52 вольт, осциллограф ‒ 1.21 вольт и 1.45 вольт.
Данные значения напряжения также зависят от частоты генератора передатчика. Её мы настраивали раньше, на шаге 7.
После окончания настроек при снятии осциллограммы на выходе конденсатора C2 амплитуда напряжения достигала 2.2 вольт.
Шаг 9
Последняя часть регулировки передатчика ‒ согласование ВЧ тракта с антенной для получения максимальной дальности передачи.
Отпаяйте ВЧ-пробник и резистор Rн с платы радиостанции. Установите и припаяйте катушку L1. Вкрутите сердечник в каркас катушки.
Сделано.
Переделайте ВЧ-пробник в соответствии с рисунком. В качестве антенны WA можно использовать отрезок монтажного провода длиной 30 см.
Сделано.
Подсоедините мультиметр к пробнику и включите его на измерение постоянного напряжения. Пробник расположите рядом с передатчиком, на расстоянии 50-80 см.
Подайте питание на передатчик и вращением сердечника катушки L1 добейтесь максимальных показаний мультиметра.
На этом пункте сначала меня опять ждала неудача. Какие-то совсем мизерные милливольты мультиметр показывал, но от вращения сердечника катушки L1 это никак не зависело. Поэтому катушку L1 передатчика в первый раз я настраивал по слуху, пытаясь добиться более качественного сигнала в приёмнике второго комплекта.
В подробной статье с описанием данной конструкции на сайте РадиоКота упоминается, что данная схема индикатора поля имеет низкую чувствительность.
И, в качестве альтернативного варианта, предлагается схема индикатора с колебательным контуром с катушкой индуктивности на входе.
А коль добрый комплектовщик великодушно оставил в одном из наборов лишний каркас с сердечником ‒ почему-бы и не использовать его для данной схемы?
Всего 15 витков проводом 0.4 – 0.45 мм на каркасе диаметром 5 – 6 мм, небольшая переделка и вот ‒ у нас новая схема волномера. Сердечник из катушки вытащил, ибо про него в данном случае ничего не упомянуто.
У меня не хватило сообразительности (или наглости) надеть смотанный бубликом чёрный провод антенны волномера прямо на антенну передатчика. Но при второй попытке настройки и при расположении провода антенны волномера (и самого волномера) на расстоянии около 5 см от полностью растянутой-раскрытой антенны передатчика на мультиметре высвечивались значения напряжения до 0.5 вольт. При этом на показания мультиметра действительно (и очень резко, от нуля до 0.2–0.3–0.5 вольт и снова до нуля) влияло положение сердечника катушки L1 передатчика.
В итоге на первом экземпляре радиостанции сердечник катушки L1 передатчика по окончанию настройки сильно выкручен наружу.
На плате второго экземпляра сердечник катушки L1 передатчика пришлось снять совсем.
На этом настройку передатчика можно считать завершенной.
Рекомендуется закрепить положение сердечников катушек индуктивности каплей парафина или небольшим кусочком пластилина.
Сделано.
А ровно расплавить парафин, налепленный на катушки удобно с помощью паяльного фена. Только осторожно, быстро и не перегревая горячей воздушной струёй другие радиодетали.
Шаг 10
Для того, чтобы настроить приёмник радиостанции на сигнал передатчика из другого комплекта, необходимо произвести следующие действия:
Отключить от передатчика антенну и припаять нагрузочный резистор Rн между верхним по схеме выводом конденсатора C2 и общим проводом.
Вот здесь было не совсем понятно. Если к данному моменту у нас уже есть теоретически настроенный передатчик с подключённой и согласованной антенной, зачем её снова отключать и подключать резистор нагрузки? Разве только для того, чтобы не засорять радиолюбительский эфир, даже кратковременно, настроечным сигналом.
Подать на включённый передатчик какой-либо сигнал. Это может быть сигнал с генератора или с любого звуковоспроизводящего устройства.
Музыка с ноутбука, стоящего рядом, на котором онлайн играет Retro FM тоже вполне подойдет.
Второй комплект включите на приём и вращением сердечника катушки L4 настройте приёмник на сигнал передатчика.
Из динамика вы должны услышать тот же сигнал, что подаётся на вход передатчика.
С этим я сразу справился. Сердечник катушки L4 мы уже крутили на шаге 4, пытаясь поймать вещательные станции для проверки работоспособности приёмника.
Теперь поймал ещё одну, собственную радиостанцию, вещающую с расстояния в несколько метров!
А так как комплектов всего два ‒ после парных манипуляций по настройке получил аж две поочерёдно вещающие станции! Прямо "дважды балалаечник" или "двукратный шарманщик", как называли когда-то давно радиохулиганов, во времена, когда диапазон 27 мГц ещё не был передан в широкие народные массы.
Шаг 11
После этого необходимо подсоединить мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения к выводу 9 микросхемы DA1 и вращением сердечника катушки L3 добиться минимальных показаний. В идеальном случае мультиметр должен показывать 0 вольт.
Назначение вывода 9 микросхемы TDA7021T (К174ХА34), например здесь или здесь, описывается так:
"На выводе 9 ИС формируется постоянное напряжение, обратно пропорциональное уровню несущей частоты. Это напряжение может быть использовано для индикации напряженности поля в магнитной антенне и для плавного включения режима "СТЕРЕО" в стереодекодере".
В подробностях этой функциональной особенности микросхемы я разбираться не стал.
Ипполит Матвеевич опомнился.
– Хочется ведь скорее, – сказал он умоляюще.
– Скоро только кошки родятся, – наставительно заметил Остап.
Илья Ильф и Евгений Петров. 12 стульев.
В общем, чем меньше напряжение на этом выводе, тем лучше.
Минимум, которого при первой настройке удалось добиться мне, составлял 0.3 вольта. Возможно тоже из-за перепутанных местами стабилитронов.
На второй попытке настройки минимум напряжения у первой платы составил 0.12 вольт при включении на передачу второй рации, и 0.38 вольт, если вторая рация выключена.
У второй платы минимум напряжения 0.12 вольт при включенной на передачу второй рации и 0.24 вольт, когда вторая рация выключена.
На обоих платах сердечники катушки L3 пришлось полностью снять. Предполагаю, что дальнейшего снижения значения напряжения удалось бы достичь перемотав катушку L3, и уменьшив при этом количество её витков. Но проверять это на практике я тоже пока не стал. Хотя именно от вот таких, казалось бы, совсем незначительных отдельных моментов и приложенных усилий (при потраченном дополнительном времени) и зависит качественный итоговый результат.
Закрепите сердечники катушек приёмника каплей парафина или небольшим кусочком пластилина.
Очень желательно сделать, как и с катушками передатчика, чтобы потом не пришлось донастраивать.
Отсоедините нагрузочный резистор и восстановите соединение передатчика с антенной.
А если соединение уже и так восстановлено, а нагрузочный резистор не подключался?
На этом настройка станции закончена.
Для закрепления материала и в качестве шпаргалки на будущее картинка с перечнем функциональных узлов и последовательностью настройки радиостанции.
После проведения такой "полудилетантской" настройки радиостанция, пока ещё в виде тестового стенда из плат, деталей и проводков, уверенно работает в пределах квартиры. Это примерно десяток метров и полторы стены.
Для проведения настоящих полевых испытаний (проводимых на пейзаже природы, среди мрачных серых многоэтажек-человейников заснежено-слякотной подмосковной второй ковидной зимы) на максимальную дальность радиосвязи потребуется собрать конструкцию в корпусе.
О сборке конструкции уже можно почитать в следующей статье.
А вот рассказ о результатах полевых испытаний на дальность радиосвязи появится немного позже.
Ещё раз поздравляю всех с уже наступившим Новым Годом!
Большое Вам спасибо, что читали и обсуждали статьи на этом канале в прошедшем трудном 2020-м.
Очень надеюсь, год 2021-й будет лучше. Для всех.
1 января 2021 года.
С уважением, Ваш @mp42b.
Предыдущие статьи по теме:
1. Повысить? Можно! Про преобразователь напряжения на микросхеме MC34063 из конструктора
3. Простая портативная КВ ЧМ радиостанция РК-Р01. Из радиоконструктора. От "РадиоКОТструктора". Часть 2. Первоисточники, антенна, электропитание
<-- Предыдущая статья | Содержание 2019-2020 | Следующая статья -->
#простые вещи #mp42b #радиосвязь_mp42b