Радиоконструктор АМ передатчик

Вот современный радиовещательный передатчик для работы в диапазоне средних волн. После заказа радиоконструктора он был доставлен быстро и в надёжной упаковке. При первоначальном включении устройство не заработало. После диагностики была выявлена причина: кварцевый резонатор на 9.162 МГц оказался ненадлежащего качества и не возбуждался с помощью микросхемы CD4060B. Следует учитывать, что эта микросхема достаточно старая и не всегда способна запускать современные кварцы. Были протестированы другие кварцы с близкими частотами — они работали стабильно. Проблемный кварц также можно было запустить, кратковременно коснувшись его корпуса разогретым паяльником. Для повышения надёжности было решено заменить резистор R7 на 4,7 МОм — это предотвращает избыточную нагрузку на внеполосную цепь новым кварцем.

Второй проблемой стал значительный нагрев выходного транзистора после запуска. Ток покоя составлял около 60 мА, что соответствует общей потребляемой мощности 720 мВт. В качестве меры улучшения был установлен транзистор 2N2222A в металлическом корпусе, к которому припаяна медная пластина для теплоотвода. В результате температура устройства снизилась до приемлемого уровня — корпус стал тёплым, но не перегревается. Звук передатчика получился качественным.

Выходная мощность составляет 15 мВт на несущей частоте или до 55 мВт в пиковом значении, что даёт КПД около 7,7%.

Также приведён спектральный состав до пятой гармоники. Как и ожидалось, уровень гармоник достаточно высок, однако благодаря хорошему выходному фильтру они эффективно подавляются.

Передатчик выполнен с линейным выходным каскадом, что оправдано в условиях высокого уровня гармоник на входе: использование классов D или C привело бы к невозможности отфильтровать выходной сигнал.

При необходимости увеличить выходную мощность, можно установить параллельно R6 керамический конденсатор ёмкостью 100 нФ. Это удвоит напряжение несущей и увеличит пиковую мощность почти до 200 мВт. Однако данная модификация допустима только при использовании транзистора 2N2222A — оригинальный транзистор такой режим не выдержит. При этом удалять резистор R6 не рекомендуется: он обеспечивает смещение, необходимое для линейного режима. Его отсутствие вызовет увеличение гармоник и искажение сигнала.

Схема радиопередатчика

1. Питание (DC-005, L9, LED, C20)

• Источник питания: 12 В постоянного тока.
• Питание проходит через дроссель L9 (10 µH) для подавления ВЧ-помех.
• Светодиод (LED) с токоограничивающим резистором R20 (1 кОм) указывает на включение питания.
• Электролитический конденсатор C20 (100 µF) фильтрует пульсации.

2. Генератор несущей частоты (IC3 — CD4060B, X-TAL, R7, C22, C23)

• Микросхема CD4060B (IC3) работает как кварцевый генератор с делителем.
• Кварц на 9.216 МГц задаёт основную частоту.
• R7 (1 МОм) обеспечивает обратную связь и стабильную генерацию.
• Конденсаторы C22 и C23 (по 47 пФ) формируют резонансный контур.
• На выходе одного из делителей получается нужная частота несущей — около 9 кГц (деление /1024).

3. Генератор модуляции (IC4 — 4066BP, R9–R11, C25–C27)

• IC4 используется для создания частотного канала или дополнительной обработки сигнала.
• R10 (100 кОм) и R11 (100 кОм), совместно с конденсаторами, формируют временные параметры.
• Микросхема, вероятно, коммутирует сигналы по заданному закону.

4. Управление частотой (IC5 — CD40163B, SW1, R12–R19, C28)

• Это цифровой счётчик CD40163B.
• Переключатель SW1 и резисторы R12–R19 (все 220 кОм) задают частотный канал.
• C28 (100 нФ) выполняет фильтрацию питания.
• Управляющие сигналы поступают на вход генератора или делителя, изменяя частоту несущей.

5. Аудиомодулятор (IC1 — LM358, R1–R5, C1–C4)

• Микросхема LM358 используется как усилитель аудиосигнала.
• Входной аудиосигнал поступает через разъём PJ9011A и проходит через C1 (470 пФ), R1 (50 кОм), L1 (10 µH) и C2 (10 µФ).
• Сопротивления R2–R5 и конденсаторы C3–C4 задают коэффициент усиления.
• Усиленный аудиосигнал используется для модуляции несущей.

6. Генерация несущей (IC2 — CD4053B, C5–C6, R21)

• CD4053B — аналоговый переключатель. Формирует сигнал несущей, комбинируя выходы делителя.
• C5, C6 (по 104) и R21 (470 Ом) фильтруют сигнал перед подачей на выходной каскад.

7. Выходной усилитель ВЧ (Q1 — 2N3904, R6, L2, C7)

• Q1 — транзистор 2N3904, работает в линейном режиме.
• R6 (33 Ом) задаёт ток базы.
• L2 и C7 образуют согласующий фильтр.
• Усиленный ВЧ-сигнал передаётся на выходной фильтр.

8. Полосовой фильтр и антенна (L3–L8, C8–C18, SW2–SW3, C19)

• Это многополосный фильтр, построенный на индуктивностях и конденсаторах.
• Переключатель SW2 выбирает диапазон (S1: 1200–1600 кГц, S2: 800–1200 кГц, S3: 530–800 кГц).
• Конденсатор C19 (104) — выходной блокирующий.
• Выход — на BNC-разъём, подключённый к антенне.

В общем этот радиоконструктор представляет собой интересное и познавательное устройство для радиолюбителей и начинающих разработчиков, желающих понять принципы модуляции, генерации и передачи сигнала. Он позволяет на практике изучить работу аналоговых и цифровых компонентов, поэкспериментировать с частотами, усилением и фильтрацией, а также научиться устранять типовые проблемы запуска и согласования. Несмотря на небольшую выходную мощность, устройство стабильно работает после настройки, обеспечивает хорошее качество модуляции и даёт возможность провести реальные опыты по передаче в пределах допустимых норм. Более простую схему АМ передатчика смотрите по ссылке.