Р. Балинский
Р 11/97
Микромощный радиопередатчик, находящийся в портфеле, рюкзаке, сумке, и миниатюрный радиоприемник у владельца, реагирующий на исчезновение контакта с "радиофицированными" вещами, образуют охранную систему, способную обнаружить пропажу на самом раннем этапе.
Принципиальная схема микропередатчика "Радионезабудки" показана на рис. 1. Мультивибратор на элементах DD1.1 и DD1.2 генерирует меандр с частотой 0,25...0,3 Гц. Дифференцирующая цепь R3C2 и элемент DD1.4 формируют короткие импульсы длительностью 20 мс. Эти импульсы управляют работой высокочастотного генератора на транзисторе VT1.
Puc.1
Передатчик работает в импульсном режиме. Лишь при появлении на выходе DD1.4 высокого уровня будут созданы условия его возбуждения: откроется электронный ключ (транзистор VT2) в цепи питания, а в базе транзистора VT1 возникнет необходимый начальный ток. Рабочая частота передатчика определяется усановленным кварцевым резонатором ZQ1 (26 945 кГц). Время вхождения передатчика в рабочий режим и соответственно фронт излучаемого им радиоимпульса - около 4 мс. Относительно медленное вхождение в рабочий режим кварцованных автогенераторов обусловлено высокой добротностью кварцевых резонаторов.
В паузе между импульсами энергопотребление высокочастотной части передатчика сведено практически к нулю. Для его уменьшения в цепь питания микросхемы DD1 введен резистор R4, снижающий напряжение на ней до величины, при которой сквозные токи через КМОП-структуры становятся малыми.
В качестве VT1 может быть применен любой кремниевый п-р-п-транзистор, имеющий граничную частоту не менее 200 МГц. Требование к VT2: Uкэнас <0,2 В. Если этот транзистор будет иметь меньшее усиление по току, то для введения его в режим насыщения потребуется уменьшить сопротивление резистора R7. Катушку L1 - "магнитную антенну" передатчика - наматывают виток к витку на стеклотекстолитовой пластине размерами 20х8 и толщиной 1,5 мм. Катушка содержит 30...35 витков, намотанных проводом ПЭВШО 0,25.
Кварцевый резонатор ZQ1 должен иметь частоту, разрешенную Госсвязьнадзором для охранных систем: 26 945 кГц или 26 960 кГц. Желательно, чтобы это был основной его резонанс. На резонаторах, рабочая частота которых является гармоникой основного резонанса (чаще третьей), она обычно обозначается иначе: 26,945 МГц или 26,960 МГц. При работе с таким кварцем дроссель-антенну L1 потребуется заменить полноценным колебательным контуром, включенном так, чтобы его сопротивление, приведенное к коллектору VT1, не превышало 1...1.5 кОм (возможно шунтирование резистором).
Микропередатчик работает, как правило, без какой-либо внешней антенны -при "незабудочных" расстояниях она просто не нужна. Но при необходимости "дальнобойность" может быть немного увеличена. Для этого достаточно подключить к коллектору транзистора VT1 10... 15-сантиметровый кусок монтажного провода.
Источником питания передатчика может служить любая 6-вольтная батарея. Зависимость потребляемого тока Iпотр от напряжения источника питания Uпит показана в табл. 1. Можно применить миниатюрную 6-вольтную батарею типа Е11А (диаметр 10,3 мм, высота 16 мм). В выключателе питания нет необходимости -достаточно ввести батарею в специальное гнездо, имеющее подпружиненные контакты. Если передатчик должен быть в работе постоянно, то батарею лучше припаять.
|
Uпит, В |
Iпотр, мка |
|
2,5 |
3,5 |
|
3.7 |
13 |
|
4,2 |
36 |
|
5 |
46 |
|
5,5 |
55 |
|
6 |
62 |
Все элементы микропередатчика располагают на печатной плате, изготовленной из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм (рис. 2). Фольга со стороны деталей служит общим проводом (с ней соединен минусовый вывод батареи питания). Соединения с фольгой выводов резисторов, конденсаторов и др. показаны черными квадратами, "зеземляемый" вывод микросхемы - черным квадратом со светлой точкой в центре.
Puc.2
Кварцевый резонатор ZQ1 устанавливают в вырезе печатной платы, а "заземляемый" вывод припаивают к фольге. Электролитические конденсаторы СЗ (его диаметр 4 мм, а высота 8 мм) и С6 (диаметр 8 мм, высота 12 мм) монтируют в положении "лежа": СЗ - над микросхемой, С6 - на плате. Все резисторы -МЛТ-0,125. Типы конденсаторов: С1 -К10-176, С2 и С6 - КМ6, С4 - КД.
На рис. 3 показана смонтированная плата передатчика.
Радиоприемник "Радионезабудки" представляет собой супергетеродин с однократным преобразованием частоты (рис. 4). Микросхема DA1 - смеситель, входной контур которого настроен на частоту радиоканала охранной сигнализации 26 945 или 26 960 кГц. Частота гетеродина задана и стабилизирована кварцевым резонатором ZQ1. Эта частота смещена относительно рабочей частоты канала на 465 кГц. Сигнал разностной (промежуточной) частоты 465 кГц, выделенный пьезофильтром ZQ2, поступает на вход микросхемы DA2, в которую входят усилитель промежуточной частоты, амплитудный детектор и усилитель низкой частоты.
Puc.4, нажмите для увеличения
Операционный усилитель DA3 представляет собой компаратор, преобразующий импульсный сигнал малого уровня в импульс с амплитудой, близкой к Uпит. Неинвертирующий вход DA3 отслеживает напряжение источника питания. Сигнал с детектора поступает на инвертирующий вход DA3 через интегрирующую цепь R10C15, которая существенно снижает чувствительность приемника к импульсным помехам. В компараторе особенно важен резистор R9: падение напряжения на нем задает порог срабатывания компаратора. Так, при указанных на схеме номиналах напряжение на резисторе R9 будет равно 30 мВ и компаратор будет реагировать лишь на входные сигналы, амплитуда которых превысит это значение.
Устройство, генерирующее тревожный сигнал при исчезновении микропередатчика, содержит задающий генератор на элементах DD1.1, DD1.2 и звуковой генератор (DD1.3, DD1.4). Импульс на входе R счетчика DD2 устанавливает его в нулевое состояние. В счетчик введена блокировка: при появлении высокого уровня на входе CN он перестает реагировать на сигналы, поступающие на вход СР. В этом состоянии создаются условия для периодического возбуждения звукового генератора - он возбуждается лишь при высоком уровне на выходе 10 DD1.1 и высоком уровне на выходе счетчика DD2.
Импульсы микропередатчика периодически возвращают счетчик в нулевое состояние. При исчезновении сигналов микропередатчика тревожная сигнализация включится, а при их возобновлении -немедленно прекратится.
Магнитная антенна L1 намотана на ферритовом стержне МЗОВН диаметром 8 и длиной 40 мм. Можно использовать отрезок магнитной антенны МЗОВН-Д9001, разломив сердечник по нужному месту после легкого надреза алмазным надфилем. Обмотка имеет 5 витков провода МГШВ-0,15, уложенных в ряд. Резонансная емкость контура Ср и его добротность Q мало зависят от размещения катушки на сердечнике: Ср=32 пф и Q=260 -если она находится в средней части сердечника, Ср=34 пф и 0=280 - если в 5...6 миллиметрах от края.
Частоту кварцевого резонатора ZQ1 рекомендуется выбирать ниже рабочей частоты. В таком случае канал "зеркального" приема оказывается в малозагруженной сетке В диапазона гражданской связи.
Резистор R6, от которого зависит чувствительность приемника (она растет с перемещением движка R6 вниз), может быть выполнен как подстроечным, так и переменным - с удобной ручкой.
Экран, показанный на рис. 4 штриховой линией, предназначен не столько для защиты радиоприемника от внешних наводок (его чувствительность относительно невелика), сколько внутренних: сигналы с крутыми фронтами, циркулирующие в DD1 и DD2, имеют высокочастотные составляющие, которые при неудачном монтаже могут влиять на приемный тракт. Экран не должен образовывать короткозамкнутого витка на магнитной антенне!
Все постоянные резисторы в приемнике-МЛТ-0,125. Типы конденсаторов: С1 -КТ4-23; С12, С17 - К50-35 или К50-40; С14 - К53-30; остальные - КД, КМ6, К10-176 или аналогичные. Излучатель ВП-ЗП-22.
Puc.5
Приемник монтируют на печатной плате из двустороннего фольгированно-го стеклотекстолита толщиной 1,5 мм (рис. 5). Она имеет три выреза: для размещения питающей батареи, кварцевого резонатора ZQ1 и обмотки магнитной антенны. Монтаж выполнен подобно тому, как это сделано в микропередатчике (черными квадратами со светлой точкой в центре здесь отмечены и проволочные перемычки, соединяющие с "общей" фольгой те или иные фрагменты печатного монтажа).
Puc.6
Экран изготавливают из тонкой латуни или жести, его раскрой показан на рис. 6. Три его стороны отгибают по линиям, показанным штриховой, а четвертую - плавным перегибом на 10...11-миллиметровой болванке. Экран пропаивают по стыкам, выравнивают низ и крепят на печатной плате пайкой в четырех точках.
На рис. 7 показан вид собранной платы приемника со снятым экраном.
В безошибочно собранном радиоприемнике необходимо лишь настроить входной контур L1C1C2 на частоту выбранного радиоканала. Это можно сделать с помощью генератора стандартных сигналов и вольтметра со шкалой 1 ...2 В. Подать сигнал с генератора можно, например, подключив к его выходу отрезок монтажного провода (своего рода антенну) и расположив рядом приемник. Вольтметр надо подключить к выводу 9 микросхемы DA2, Вращая ротор конденсатора С1, находят такое положение, которому соответствует максимальное показание вольтметра.
Генератор стандартных сигналов можно заменить работающей на передачу Си-Би радиостанцией, если она имеет канал 39 в сетке В европейского стандарта (этому каналу соответствует частота 26 945 кГц) или канал 1 сетки С российского стандарта (26 960 кГц).
Настройка входного контура радиоприемника может быть проведена и непосредственно по сигналам микропередатчика, расположенного в 1,5..,2 метрах: установив движок резистора R6 в среднее положение, находят такое положение ротора С1, при котором сигнал тревоги исчезает. При настройке приемника по сигналам микропередатчика полезен и осциллограф - с его помощью легко проследить прохождение импульсного сигнала по приемному тракту, настроить входной контур (по максимальной амплитуде импульсов на инвертирующем входе ОУ DA3), проконтролировать работу задающего и звукового генераторов и др.
Источником питания радиоприемника служит 6-вольтная гальваническая батарея типа 476А или аккумулятор. В табл. 2 показана зависимость потребляемого приемником тока Iпотр от напряжения источника питания Uпит.
|
Uпит, В |
Iпотр., mА |
|
4,2 |
3,5 |
|
4.5 |
3,7 |
|
5 |
4 |
|
5.5 |
4.4 |
|
6 |
4,7 |
