Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Nadajnik krótkofalowy sterowany kwarcem

Nadajnik krótkofalarski można zbudować z układu scalonego CD4049, który jest wykorzystywany jako oscylator i wzmacniacz buforowy. Nadajnik może być sterowany kwarcem i pracować z częstotliwością od 3 MHz do 5 MHz, co obejmuje pasma krótkofalarskie od 3,5 MHz do 3,7 MHz i od 3,89 MHz do 3,9 MHz. Prototyp wykonany przez autora prezentujemy na fotografii otwierającej ten artykuł.
Article Image

Układ i działanie

Schemat ideowy nadajnika krótkofalowego z wykorzystaniem układu CD4049 i kwarcu 4 MHz pokazano na rysunku 1. Zbudowany jest on z układów LM386 (IC1), CD4049 (IC2) oraz tranzystora BC547 (T1).

Rysunek 1. Schemat ideowy nadajnika krótkofalowego

Układ scalony CD4049 jest inwerterem heksagonalnym, który posiada sześć bramek NOT lub inwerterów, z których tylko cztery są wykorzystane w tym układzie. Bramka inwertera pomiędzy pinami 7 i 6 jest używana jako oscylator sterowany kwarcem.

Wyjście oscylatora jest podawane do bramki inwertera między numerami pinów 5 i 4, który jest używany jako bufor. Wyjście bufora trafia do dwóch bramek inwertera pomiędzy pinami 9 i 10 oraz 11 i 12, które są połączone równolegle. Wyjście z tych bramek trafia na tranzystor T1, który jest wykorzystywany jako modulator oraz wzmacniacz klasy C.

Ten sposób modulacji jest znany jako konwersja mocy. Jeśli urządzenie klasy C wzmacniające jedną częstotliwość ma na wejściu zmienną moc dla drugiej częstotliwości, to wyjście jest modulowane dla tej drugiej częstotliwości.

Układ scalony LM386 w tym obwodzie jest używany jako wzmacniacz częstotliwości audio. Wyjście tego wzmacniacza trafia na kolektor tranzystora T1 poprzez obwód strojony składający się z kondensatora C5 i cewki L1. Należy zauważyć, że wyjście LM386 trafia bezpośrednio do tranzystora, a nie przez kondensator, co ma miejsce, gdy układ scalony jest używany jako wzmacniacz częstotliwości audio do wysterowania głośnika.

W warunkach bez sygnałowych napięcie stałe na kolektorze tranzystora powinno być równe połowie napięcia zasilającego. W ten sposób zasilanie tranzystora jest zmieniane z częstotliwością audio i na jego kolektorze uzyskuje się sygnał zmodulowany amplitudowo. Zaletą tej metody modulacji jest to, że moc wyjściowa może być łatwo zwiększona przez zastąpienie wzmacniacza częstotliwości akustycznej wzmacniaczem o większej mocy i wymianę tranzystora na taki, który może przenosić większą moc.

Wyjściem układu IC2 jest fala kwadratowa, a zgodnie z analizą Fouriera fala kwadratowa składa się z nieskończonego szeregu sinusoid harmonicznych o częstotliwości fali kwadratowej. Strojony obwód składający się z kondensatora C5 i cewki indukcyjnej L1 jest zaprojektowany tak, aby wybierać tylko częstotliwość podstawową; zatem wyjście jest sinusoidą o częstotliwości 4 MHz przy wartościach C5 i L1 wybranych dla obwodu.

W praktyce, L1 ma również pewną wewnętrzną pojemność, więc C5 może być zastąpiony przez wstępnie ustawioną wartość 47 pF, ponieważ rezonans może wystąpić przy pojemności mniejszej niż 47 pF z wstępnie ustawioną wartością dostrojoną w celu uzyskania maksymalnej mocy wyjściowej.

Wyjście jest sprzężone z anteną przez kondensator C8 i cewkę indukcyjną L2. Jako anteny można użyć drutu o długości od czterech do sześciu metrów. Eksperymentalnie, najlepsze wyniki uzyskano stosując jako antenę siatkę przeciw owadom (moskitierę). Siatka została podłączona do nadajnika za pomocą zwykłego drutu o długości 1,5 metra. Patrz fotografia 2.

Fotografia 2. Autorski zestaw z anteną siatkową

Źródłem dźwięku użytym do testów był odtwarzacz USB marki „Vire". Doskonały sygnał był odbierany za pomocą odbiornika radiowego Tecsun PL-390 w odległości do 500 metrów. Jeśli źródło dźwięku ma słabe wyjście, pomiędzy piny 1 i 8 LM386 można podłączyć kondensator 10 µF. Jeśli źródło dźwięku ma silne wyjście, można je podłączyć przez potencjometr do układu IC1.

Częstotliwość oscylatora może być zmieniana poprzez zmianę kwarca. Alternatywną metodą jest zmiana L1 i C5 tak, aby tworzyły obwód strojony, który jest dostrojony do pierwszej harmonicznej.

Budowa i testowanie

Schemat płytki drukowanej nadajnika krótkofalowego pokazano na rysunku 3, a rozmieszczenie jego elementów na rysunku 4.

Rysunek 3. Schemat układu nadajnika na płytce drukowanej
Rysunek 4. Rozmieszczenie elementów na płytce PCB

Po wykonaniu montażu elementów układu, podłącz zasilanie 12 V DC przez złącze CON1. Podłącz wyjście audio z odtwarzacza MP3, telefonu komórkowego lub laptopa do wejścia nadajnika przez złącze CON2. Teraz jesteś gotowy do nadawania i odbioru sygnałów w krótkofalówce w odległości do 500 metrów.

Do pobrania
Download icon Nadajnik krótkofalowy sterowany kwarcem - schemat montażowy i PCB
AUTOR
Źródło
www.electronicsforu.com
Udostępnij
UK Logo