Kомпоненты, приборы, оборудование      
 |  Главная |  Каталог предприятий Украины |  Схемотехника |
 

Раздел на реконструкции, некоторые ссылки могут не работать!
  • Аудио
  • Безопасность
  • Бытовая электроника
  • Видео
  • Видеокамеры
  • Высоковольтные
  • Генераторы
  • Измерения
  • Интерфейсы
  • Коммутация
  • Компьютер
  • Медицина
  • Моделирование
  • Передатчики
  • Питание
  • Обработка данных
  • Предусилители
  • Радио

  • Веб-мастерам
    и писателям:
    Биржа статей. Продать - купить статью. Уникальные статьи: готовые и на заказ.


    Назад
       Уменьшение шумов и снижение потребления электроэнергии трансивера SAFARI
       
       В.Ю. Солонин, г. Конотоп, Сумская обл.
       Если схема радиостанции предельно проста (всего на 4 транзисторах), а корпус имеет достаточно свободного места для размещения в нем более сложной схемы, то появляется желание устранить некоторые недостатки, присущие простейшей схеме. В ожидании полезного сигнала приходится держать включенным трансивер длительное время. И все это время его динамик издает довольно громкое монотонное шипение, которое со временем начинает надоедать, да еще на него и на индикатор включенного состояния расходуется электроэнергия батареек. Так и хочется выключить, но тогда можно прозевать полезную информацию, которая неизвестно когда начнет поступать. Поэтому возникла идея создать автоматический вариатор громкости, увеличивающий громкость при появлении сигнала и уменьшающий ее в паузах. Для этого вначале пришлось найти электрический признак, по которому вводимый автоматический регулятор может отличить наличие сигнала от его отсутствия. Это не так очевидно, как в супергетеродинном приемнике: когда сигнал принимается, на детекторе увеличивается напряжение. Более сложное проявление принимаемого сигнала в сверхрегенеративном приемнике, в котором высокочастотный каскад при отсутствии принимаемого сигнала находится в состоянии генерации, что и создает сигнал шума, который электрически не отличим от принимаемого сигнала. Нашлось довольно простое решение задачи с использованием тонального вызова. Простейшим трансивером тональный вызов передается гораздо более мощным сигналом, чем речевое сообщение. Факт приема тонального вызова, предшествующего речевому сигналу, можно записать на некоторое время в запоминающий конденсатор и в течение этого времени удерживать максимальную громкость для приема речевого сообщения. Схема, реализующая этот замысел, показана на рис.1 ниже штрихпунктирной линии. Она подключена, например, к покупному широко распространенному игрушечному трансиверу "SAFARI" (MODEL:B2093, "BOXER", MADE IN CHINA), схема которого приведена выше штрихпунктирной линии. Так как схема не входит в комплект покупного трансивера (на упаковочной коробке написано, что это трансивер), то она мною считана с печатной платы и произвольно расставлены номера элементов для связи с описанием предлагаемых доработок. Расставлены номиналы только тех элементов, которые связаны с доработками, другие не имеют значение для вводимой дополнительной схемы, поэтому и не измерялись. Для различия транзисторы трансивера обозначены как V, а транзисторы доработок - как VT. Переключатель S1 трансивера показан в положении "Прием". Громкость динамика ВА1 задается эмиттерным сопротивлением транзистора V4. Это резистор R11 номиналом 30 Ом. Он задает максимальную громкость. Увеличением сопротивления этого резистора до 10 кОм громкость уменьшена до еле слышимой, а для возможности ее автоматического увеличения включен параллельно этому резистору транзистор VT3. Уменьшение базового тока транзистора V4 из-за увеличения номинала R11 приведет к ухудшению работы эмиттерного повторителя на транзисторе V2, который не выполняет свои функции на микротоках. Чтобы этого не произошло, применен нагрузочный резистор R1, с которого и снимается сигнал для регулирования степенью открытия транзистора VT3. Разделительный конденсатор C1 создает возможность регулирования постоянной составляющей коллекторного напряжения транзистора VT1 с помощью потенциометра R2. Это напряжение, уменьшенное диодами VD1, VD2, заряжает запоминающий конденсатор С2. Добавляется еще и выпрямленная этими диодами переменная составляющая сигнала шипения. Результирующего напряжения на запоминающем конденсаторе С2 достаточно лишь для минимального приоткрытия транзистора VT2. В такое положение установлен движок потенциометра R2. Использованы два диода вместо одного, чтобы сильнее ограничить это напряжение, а следовательно, создать возможность большего открытия транзистора VT1, где его коэффициент усиления выше. Усилительный каскад на транзисторе VT1 работает параллельно усилителю на транзисторе V4, но не дублирует его. Так в паузах между приемом сигнала, когда требуется максимальное усиление для обнаружения сигнала, усиление транзистора V4 трансивера подавлено высоким эмиттерным сопротивлением R11 (транзистор VT3 закрыт). В это время каскад на транзисторе VT1 работает в неизменном режиме. Принимаемый сигнал тонального вызова увеличивает заряд запоминающего конденсатора С2 (при передаче с меньшего расстояния это происходит и от речевого сигнала). Транзистор VT2 открывается, что вызывает резкое уменьшение сопротивления коллектор-эмиттер транзистора VT3, а, следовательно, возрастает до максимума громкость звучания динамика ВА1. После прекращения поступления мощного сигнала заряд запоминающего конденсатора С2 плавно уменьшается, однако громкость шипения неизменна, пока транзистор VT3 находится в полностью открытом состоянии, а затем плавно уменьшается. Это время, заданное емкостью С2, достаточное для приема слабого речевого сообщения. Громкость можно восстановить в любое время кратковременным нажатием кнопки тонального вызова 32 своего (принимающего) трансивера, или выключением - включением его питания, или прикосновением к антенне. Время громкого звучания зависит не только от емкости запоминающего конденсатора С2, но и от коэффициента усиления транзистора VT2. Поэтому, чем больше коэффициент усиление этого транзистора, тем меньше размер запоминающего конденсатора С2 и он быстрее заряжается. Попадаются транзисторы VT2 с увеличенным током утечки в закрытом состоянии, при котором VT3 не закрывается без резистора R8. Последний образует делитель напряжения с сопротивлением закрытого транзистора VT2, а, следовательно, уменьшает напряжение на базе закрытого VT3. Параллельно ему включен конденсатор СЗ, подавляющий проникающий к нему высокочастотный сигнал. Выбор буквенного индекса транзистора VT1 с более высоким коэффициентом усиления обеспечивает большее приращение напряжения на С2 от принимаемого сигнала, то есть более высокую чувствительность вводимого вариатора громкости. Усилительный каскад охвачен отрицательной обратной связью с помощью соединения базового резистора R4 с коллектором VT1. В результате уменьшен дрейф нуля усилителя постоянного тока, то есть самопроизвольное изменение исходного (при отсутствии сигнала) напряжения на С2 при изменениях напряжения питания и температуры. Шипение полностью не устраняется, если установлен измененный резистор R11, еле слышимое остается. Благодаря этому, даже при полностью закрытом VT3, нормально включается генератор тонального вызова в принимающем трансивере, с помощью которого восстанавливается громкость. При подаче питания трансивер готов к приему, так как через разделительный конденсатор С1 проходит импульс, который вызывает заряд запоминающего конденсатора С2. В режиме передачи С2 заряжен, что обеспечивает нормальную работу трансивера. При переводе в режим приема он работает с максимальной громкостью, пока не разрядится С2, заряженный во время передачи. Существует еще одно пустое растрачивание электроэнергии батареек (помимо траты на шипение): на непрерывное свечение светодиода HL1. Этот индикатор указывает только на включенное положение трансивера, что и так понятно в режиме приема по возникшему шипению. Поэтому бесполезно дублировать очевидную информацию еще и световой индикацией. Однако, независимо от введения описанных выше доработок, переключение трансивера в режим передачи может не произойти и остаться незамеченным, если не дожать до упора кнопку S1, и индикатор на это не укажет. Передается или нет тональный вызов при нажатии S2 - тоже неизвестно передающей стороне. Поэтому независимо от введения вариатора громкостью, полезно ввести транзистор VT4 в обрыв А индикаторной цепи R10, HL1 для расширения функциональных возможностей индикации. Он открывается, и зажигается светодиод HL1, когда выключатель S1 переводит трансивер в режим передачи. Тогда его база через цепь R10 (введенный), S1.4, ВА1 соединяется с общим проводом. Выбран низкочастотный транзистор, чтобы не усиливал высокочастотный сигнал и не создавал помехи приемнику. Этому служит и конденсатор С5. Индикатор все время светится в режиме передачи. На передачу в эфир тонального вызова указывает светодиод HL1 уменьшением яркости свечения. Для этого применена цепочка С4, R9, VD3, которая уменьшает заряд конденсатора С5, а, следовательно, призакрывает транзистор VT4, когда через резистор R10 поступает сигнал тонального вызова. Усилившись транзистором VT4 и пройдя через конденсатор С4, этот сигнал выпрямляется диодом VD3 и подается на конденсатор С5. Резистор R9 необходим для перезарядки конденсатора С4. В режиме приема, при подаче питания выключателем S3, светодиод HL1 кратковременно вспыхивает и световой импульс индицирует включение трансивера. В другое время приема (в самый длительный период работы трансивера - во время ожидания сигнала) индикатор не светится, то есть экономит электроэнергию. Настройка схемы сводится к подбору емкости конденсатора С2, чтобы время громкого звучания трансивера после включения питания было равно приблизительно полминуты (после приема тонального вызова оно чуть меньше) или любоме другое по усмотрению пользователя, достаточное для приема сообщения. Однако, если в месте расположения трансивера эфир полон импульсных помех, например, от прерывателей, проезжающих вблизи автомобилей, то это время придется уменьшать, потому что помехи, принимаясь трансивером, также приводят к повышению его громкости, а значит, и к шипению. Уровень помех увеличивается и при использовании сетевого источника питания. Использовать устройство удобно при тихом незаметном шипящем звуке: не при минимальном, задаваемом только измененным резистором R11, a незначительно увеличенным приоткрытым транзистором VT3. Наличие шипения любой громкости больше минимальной, задаваемой R11, означает, что рабочие точки всех транзисторов вариатора находятся в активной области, и поступающий сигнал не будет пропущен. Поэтому может кому-то понравится вообще не устанавливать резистор R11, чтобы по появлению слабого шипения было проще контролировать приоткрытие транзистора VT3, обусловленное потенциометром R2. Примерно через 2 мин. после первого включения питания доработанного трансивера устанавливают движок потенциометра R2 на минимально возможное шипение, а затем чуть добавляют по своему усмотрению, и устройство готово к приему сообщения. Проверить устройство можно прикосновением к антенне металлического предмета - шипящий звук резко усилится. Нужно учитывать, что схема сильно инерционна из-за наличия запоминающего конденсатора, и ее реакция на изменения положения движка R2 запаздывает. При следующем включении настройка не понадобится, если после предыдущего включения прошло немного времени (чтобы химические элементы питания за истекшее время не подсели). Чувствительность вариатора достаточна, чтобы он реагировал на слабые принимаемые сигналы. Надежным его включателем является тональный вызов как более мощный сигнал. Потенциометром R2 можно полностью отключить вариатор, введя транзистор VT3 в насыщение, тогда автоматическая регулировка вообще никак не будет проявляться, как будто бы ее и нет. В корпусе трансивера достаточно свободного места, чтобы разместить другую плату с описанными доработками. Например, со стороны участка имеющейся платы, где размещены выключатели S2, S3, вообще нет никаких деталей. Однако, для уменьшения трудоемкости доработок, вновь вводимые элементы проще навесить на выводы деталей, расположенных на плате трансивера, тогда не нужно изготавливать дополнительную печатную плату и ее размещать. На рис.2 показан навесной монтаж добавленных элементов. Для его ориентации изображено несколько деталей трансивера: S1, T1, L3, L4, L5, ВА1, WA1 и вертикально расположенный R10, показанный под позиционным номером 2. Индуктивности L1, L2, L6, показанные на схеме трансивера, - это перемычки на плате. Придется повернуть на пол-оборота вертикально установленные резисторы 2 и R9 трансивера, то есть выпаять их с платы 1, развернуть на 180° и вновь впаять, чтобы использовать их длинный вывод, подключенный к шине питания как контактную стойку для навесного монтажа. Длинный вывод резистора 2 перекушен, и на две стороны обрыва А навешены детали С4, VB3, VT4, R9, смещенные в сторону от платы 1 к динамику ВА1. Они соединены длинным проводом с точкой соединения вновь вводимых С5 и R10, другие выводы которых загнуты за край платы, где и припаяны к печатным проводникам в соответствии со схемой. Там же припаян один вывод конденсатора С2, смещенного от платы 1 в сторону динамика ВА1, где много свободного места, что позволяет легко его подбирать. Для этого использован отрезок толстой проволоки, припаянный под платой, отдаляющий конденсатор С2 от платы 1, чтобы не было необходимости снимать печатную плату при его подборе. Детали С5, R10 пригнуты поближе к трансформатору Т1 трансивера, чтобы не мешали движению кнопки, надеваемой на движок 3 переключателя S1. Длинным проводом другой вывод С2 соединен с диодом VD2 и базой транзистора VT2, коллектор которого подключен к выгнутому вверх выводу базы VT3. Коллектор и эмиттер VT3 впаяны в отверстия, где был R11, или к его выводам, если резистор R11 заменен на указанный номинал. Резистор R7 впаян между загнутым вверх выводом эмиттера VT2 и выводом повернутого на плате резистора R9. Вертикально установленные на краю платы 1 резисторы R6, R5, R1 могут быть припаяны с любой стороны платы. Длинный провод, соединяющий другой вывод R1, проходит с невидимой стороны платы к точке, в которую впаян положительный вывод С1. Другой вывод C1 подключен к цепи R3, R4, закрепленной на R6, C1, VT1. Транзистор VT1 расположен вверх выводами и прикреплен пайкой к R6 и R5. Потенциометр R2 закреплен на свободном участке платы 1 с помощью клея и проволок 4, продетых в просверленные в плате 1 отверстия. Один вывод R2, соединенный с общим проводом, припаян к длинному выводу поблизости вертикально установленного на плате резистора R6 трансивера. Туда же припаяны СЗ, RS, а два других гибких вывода R2 соединены с консольно закрепленным R3. Чем детали меньше, тем проще их размещать. Резистор R2 - многооборотный с движком под шлиц или рукоятку. Номинал R2 можно увеличить, сохраняя сумму R2 и R3 неизменной. Транзисторы - в пластмассовых корпусах, чтобы проще избежать замыканий. Уменьшаются затраты на электропитание трансивера и освобождается много места в корпусе 5 для дальнейшего усовершенствования при использовании дисковых аккумуляторов Д-0,25. Последовательное включение четырех аккумуляторов 6 выполнено складыванием их по две штуки в два столба. Столбы перевернуты друг относительно друга и зажаты между двумя пластинами 7, 8. Пластина 8 - сплошная токопроводящая, например из дюралюминия. Токопроводящий слой пластины 7 разделен на две части бороздой 9, разъединяющей полюса батареи. Поэтому она должна быть из фольгированного стеклотекстолита одностороннего или двухстороннего, лишь бы был обрыв 9 на стороне, прикасаемой к аккумуляторам. Если толщина электродов 7, 8 не больше 1,5 мм, то батарея впритык входит между дном корпуса 5 и крышкой. Придется удалить, срезав ножом на корпусе, мешающие пластмассовые стойки (обозначенные 10 на чертеже), предназначенные для крепления пружинных контактов для батареек. В очищенный от мешающих выступов участок корпуса 5 должна свободно входить пластина 8, а в окне, закрываемом крышкой отсека батареек, должна помещаться пластина 7. Тогда легко закрывается крышка корпуса 5 трансивера, если предварительно на крышке срезаны еще и стенки oтсекa батареек. При этом крышка трансивера лишится одного крепления с помощью шурупа, вкручиваемого с отсека батареек в пластмассовый цилиндр 11 на корпусе 5. Цилиндр 11 входит в предварительно просверленное отверстие в пластине 8. В него можно вкручивать крепежный винт 12 с потайной головкой, зажимающий аккумуляторы 6 между пластинами 7, 8. Однако, чтобы была возможность вынимать без разборки батарею аккумуляторов с корпуса 5, специально для винта 12 лучше вклепать гайку (бонку) 13 в пластину 8 за цилиндром 11. Для устранения возможности замыканий корпусов аккумулятором 6 с крепежом нужно надеть на него изоляционные грудки. Для подключения проводов используются розетковые контакты 14 от разъема, например ПРПНЗ, припаянные к электродам пластины 7 так, чтобы они выступали с аккумуляторной батареи. Тогда удобно подключать провода питания трансивера или зарядного устройства, не вынимая батарею аккумуляторов из корпуса, а только открыв крышку отсека батареек. Чтобы восстановить жесткость крепления платы и крышки конструкции, следует длинный шуруп с места 15 на место 16. Для этого в крышке сверлят отверстие, а на шуруп надевают толстостенную изоляционную трубку, прижимающую плату 1 к корпусу, чтобы она не отклонялась от своего места при пользовании выключателями S2, S3 и чтобы крышка не изгибалась под давлением головки шурупа. На место 15 вкручивается короткий шуруп. Все шурупы - из конструкции трансивера. Для удобства пользования потенциометром R2 в крышке корпуса 5 просверлено отверстие под его движок. Провода питания заканчиваются наконечниками из толстой проволоки, которые входят в гнезда 14. После доработок надолго оставленный включенным трансивер меньше надоедает своим шипением и его электропитание обходится дешевле. Игрушка приобретает новые функциональные возможности: теперь можно развлекаться с возникающим шипением, создавая ему причины или их разгадывая. Прикоснулся к антенне, или кто-то включил свет, или проехал автомобиль, или возникли помехи по неизвестным причинам, которые познавательно разгадать, - начинается недолгое шипение.


     SVITEL © 2014  Мир электроники.  Admin  При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна. Rambler's Top100