Поиск по сайту

8. Телефонные ретрансляторы

В последнее время большую популярность обрели радиотелефоны, позволяющие пользоваться обычной телефонной связью не ограничивая свою свободу проводами. Радиотелефоны представляют собой радиостанции малой мощности. Обладатель такого устройства связывается с еще одной радиостанцией, представляющей вторую часть данной индивидуальной системы связи, которая обычным образом подключена к телефонной линии. Используя эти две радиостанции пользователь получает возможность дуплексной связи как по обычному телефону, конечно, в пределах дальности связи, определяемой мощностью данных устройств. Для индивидуальных радиотелефонов, подключаемых самим пользователем к телефону (второй части системы, часто называемой базой), дальность может достигать 1-2 км. Как правило, такие радиотелефоны работают на частоте 900 МГц.

Ниже будут представлены и описаны устройства, подключаемые к телефонной линии и предоставляющие возможность прослушивать телефонные разговоры по AM- или ЧМ-радиоприемникам. Это позволяет, например. обеспечить громкое прослушивание, записывать разговор на магнитофон магнитолы (непосредственно или через соответствующий конвертер). Такие радиоустройства, подключаемые к телефонной линии, называются телефонными ретрансляторами. В зависимости от типа используемой модуляции эти устройства разделяются на AM- и ЧМ-ретрансляторы.

Схемы однотранзисторных устройств - телефонных АМ-ретрансля-торов, обеспечивающих прослушивание телефонных разговоров на АМ-радиоприемник 27 Мгц, представлены на рис.8.1. Данные ретрансляторы представляют собой однотранэисторные АМ-передатчики, выполненные на основе традиционных схем ВЧ-генераторов на биполярных транзисторах. Эти схемы часто встречаются в описании предыдущих устройств. Передающей антенной, излучающей радиоволны, для данных устройств служит один из проводников (одна жила) телефонного провода (ТФ-провод, 1). Эти телефонные АМ-ретрансляторы обеспечивают дальность передачи на несколько десятков метров.

Рис.8.1. Схемы телефонных АМ-ретрансляторов на биполярных транзисторах; антенна - ТФ-провод (1), б - с кварцевым резонатором. -

На рис.8.1 .в - схема подключения указанных устройств. Данные АМ-ретрансляторы устанавливаются внутрь телефонного аппарата. Подключение выполняется параллельно микрофону (м) и телефону (т).

Внимание! Необходимо соблюдать полярность подключения.

Элементы для схемы телефонного АМ-ретранслятора на рис.8.1 .а:

R1= 100-200, R2=22K, К3=10к;

C1=50-200. С2=1н, С3=1н-3н, С4=18, С5=20, Сб=4.7н-10н;

Т1 - КТЗ 107, КТ361 или аналогичный ВЧ-транзистор;

LI - дроссель, например, ДО. 1 100-200 мкН; катушка генератора L2 - на каркасе от КВ-приемника с подстроечным сердечником, диаметр каркаса - 7-8 мм, 12 витков провода ПЭВ-2 0.3-0.4 мм. Настройка.

Изменением величины резистора R2 установить максимальное напряжение генерации. При отсутствии генерации подстроить (подобрать) величину С4. Частота устанавливается подстроечным сердечником L2 и конденсатором С5. Монтаж.

На рис. 8.1.6 представлена схема телефонного АМ-ретранслятора с кварцевой стабилизацией частоты.

Элементы, монтаж и настройка в основном совпадают предыдущим примером (рис.8.1.а). Основное отличие заключается в использовании кварцевого резонатора, соответствующего частоте генерации и передачи. При настройке устройства резистором R2 и сердечником L2 устанавливается максимальная амплитуда генерируемых ВЧ-колебаний.

На рис.8.2 представлены схемы аналогичных устройств телефонных АМ-ретрансляторов, предназначенных для работы на частоте 27 МГц, но могут быть использованы и на других частотных диапазонах. Элементы, монтаж и настройка этих устройств в основном совпадают со схемами на рис.8.1. Отличие заключается в способе подключения ВЧ-выходов данных ретрансляторов. В данном варианте подключения передающей антенной для этих устройств служат оба проводника (обе жилы) телефонного провода (ТФ-провод, 2). Это несколько увеличивает дальность связи. В этой схеме используются дополнительные элементы: С7=С 1=20-50, L3 - ВЧ-дроссель, совпадающий с дросселем L1.

Рис.8.2. Схемы телефонных АМ-ретрансляторов на биполярных транзисторах; антенна - ТФ-провод (2), б - с кварцевым резонатором.

Используя ранее приведенные и описанные схемы задающих генераторов на МОП-транзисторах можно создать простые и компактные телефонные АМ-ретрансляторы.

На рис.8.3 представлены схемы телефонных АМ-ретрансляторов на МОП-транзисторах. Данные устройства предназначены для работы на частоте 27 МГц, но, как и предыдущие варианты АМ-ретрансляторов, эти схемы могут использоваться и в других частотных диапазонах - на более низких и более высоких частотах. Дальность - несколько десятков метров.

Элементы для схемы телефонного АМ-ретранслятора на МОП-транзисторе на рис.8.3.а:

R1=560,

С1=50, С2=500-1н, С3=1н, С4=20-30;

Т1 - КП305Ж. КП305Е или аналогичный;

L1 - ВЧ-дроссель, например, ДО. 1 100-200 мкН; катушка генератора L2 - бескаркасная, диаметр катушки 6 мм, 6+2 витков провода ПЭВ-2 0.6 мм.

Настройка.

Изменением величины резистора R1 (уменьшая от 1 к) установить ток 12 мА (не более 15 мА). Частота устанавливается изменением длины катушки L2 и изменением величины конденсатора С4. Монтаж.

Монтаж выполняется на 2-стороннем фольгированном стеклотекс-толиге. Одна сторона (со стороны деталей) используется как общий провод и экран, другая - для печатных проводников схемы. Проводники, соединяющие детали, должны иметь минимальную длину. Для повышения стабильности частоты целесообразно поместить задающий генератор или все устройство в экран. Передающей антенной служит один из проводников телефонного провода (ТФ-провод, 1).

На рис.8.3.6 представлен второй вариант телефонного АМ-ретранслятора на МОП-транзисторе. Эта схема практически совпадает с предыдущей, но для данного варианта изменен метод подключения выхода ретранслятора. Антенной здесь служат два проводника телефонного провода (ТФ-провод, 2). что увеличивает дальность. В этой схеме используются дополнительные элементы: С5=С1=20-50, L3 - ВЧ-дроссель, совпадающий с-дросселем L1.

Элементы, монтаж и настройка в основном совпадают предыдущим примером (рис.8.3.а).

Мощность (и дальность) телефонных АМ-ретрансляторов (рис.8.1 -рис.8.3) может быть увеличена за счет введения в схему дополнительных ВЧ-каскадов - усилителей мощности. В качества примера таких дополнительных каскадов можно использовать ранее описанные схемы AM- и ЧМ-радиопередатчиков. повышенной мощности.

Используя ранее рассмотренные схемы УКВ ЧМ-передагчиков на биполярных и МОП-транзисторах можно создать простые телефонные УКВ ЧМ-ретрансляторы.

На рис.8.4 представлены две схемы телефонных УКВ ЧМ-ретран-сляторов на биполярных транзисторах. Данные схемы имеют сходные элементы, особенности конструкции и настройки с УКВ ЧМ-радиопере-датчиками, схемы которых представлены на рис.5.2. Первая (рис.8.4.а) схема имеет УНЧ на 1 транзисторе, вторая (рис.8.4.6) - без УНЧ. Резистор R1 - регулятор громкости. При чувствительности УКВ-радиопри-емника 10 мкВ дальность - около 100 м. Подключение данных УКВ ЧМ-ретрансляторов производится в соответствии со схемой. Передающей антенной служит отдельный провод.

Элементы для схемы ЧМ-передатчика на рис.8.4.а: (нумерация элементов совпадает с рис. 5.2. конденсатор С2 отсутствует)

К1=1к-10к, R2=500K-1.0 (требует подстройки), К3=3к-10к, R4=510, К5=6.2к, R6=20K;

С 1=4.7мкФ-20мкФ, С3= 10. С4= 1н-10н, С5= 10-50 (требует подстройки). С6=20-30, С7=1н-10н, С8=10-15, С9=1н-10н;

Т1 - КТ3102. КТ315 или любой другой НЧ- или ВЧ-транзистор с коэффициентом усиления более 100. Т2 - КТ368, КТ361 или любой другой ВЧ-транзистор с граничной частотой не менее 300 МГц;

D1 - варикап Д901А.В. KB 102 или аналогичные;

D2 - стабилитрон на 5.6-6.8, например, КС162А, КС168А;

L1 - дроссель, например. ДО.1 40-100 мкН; катушка L2 - бескаркасная. внутренний диаметр - 6 мм, диаметр провода - 0.8 мм, желательно посеребренный. L2 - 3+1 витка. Настройка.

Изменением величины резистора R2 установить напряжение на коллекторе транзистора Т 1 равным примерно половине напряжения питания, при использовании КС168А - это 3-4 В. Увеличение сопротивления в коллекторе транзистора Т1 ведет к увеличению коэффициента усиления каскада. Однако не рекомендуется уменьшать коллекторный ток менее 0.5 мА, т.е. устанавливать R3 более 10к-15к. При отсутствии генерации подстроить (подобрать) С5 и R6. Частота устанавливается изменением емкости конденсатора С6 и сжатием или растягиванием катушки L2. Не рекомендуется с целью увеличения глубины модуляции увеличивать емкость конденсатора С8. Монтаж.

Рис.8.4. Схемы телефонных ЧМ-ретрансляторов на биполярных транзисторах; антенна - отдельный провод, : а - УНЧ на 1 транзисторе, б - без УНЧ.

Монтаж выполняется на 2-стороннем фольгированном стеклотекс-толите. Одна сторона (со стороны деталей) используется как общий провод и экран, другая - для печатных проводников схемы. Проводники, соединяющие детали, должны иметь минимальную длину. Для повышения стабильности частоты целесообразно поместить задающий генератор или все устройство в экран. При этом частота генератора, возможно, несколько изменится (увеличится).

Схема на рис.8.4.а для указанного способа подключения обладает избыточным усилением по низкой частоте. На рис.8.4.6 представлена упрощенная схема УКВ ЧМ-ретранслятора. В данной схеме отсутствует УНЧ, однако, как правило, громкости вполне достаточно. Схема содержит меньшее количество элементов и проще в настройке (не требуется настройка УНЧ).

Основные элементы для схемы (рис.8.4.6), особенности конструкции и настройки совпадают с предыдущей конструкцией (рис.8.4.а). Изменения: R2=R3=50K-150K, C1=0.1-1мкФ. Изменением соотношений R2 и R3 можно осуществлять точную настройку на частоту.

Используя МОП-транзисторы, как и в случае УКВ ЧМ-радиопере-датчиков, можно существенно упростить схемы и конструкции телефонных УКВ ЧМ-ретрансляторов.

На рис.8.5 представлены примеры схем телефонных УКВ ЧМ-ретрансляторов на МОП-транзисторах. Данные схемы имеют сходные элементы, особенности конструкции и настройки с УКВ ЧМ-радиопере-датчиками, схемы которых представлены на рис.5.3. Первая (рис.8.5.а) схема имеет УНЧ на 1 транзисторе, вторая (рис.8.5.6) - без УНЧ. Резистор R1 - регулятор громкости. При чувствительности УКВ-радиопри-емника 10 мкВ дальность - около 100 м. Подключение данных УКВ ЧМ-ретрансляторов производится в соответствии со схемой. Передающей антенной служит отдельный провод.

Рис.8.5. Схемы телефонных чМ-ретрансляторов на МОП-транзисторах; антенна - отдельный провод, а - УНЧ на 1 транзисторе, б - без УНЧ.

Элементы для схемы ЧМ-передатчика на рис.8.5.а: (нумерация элементов совпадает с рис. 5.3, конденсатор С2 отсутствует)

RI=IK-IOK, К2=500к-1.0 (требует подстройки), К3=3к-10к, R4=360;

С1=4.7мкФ-20мкФ, С2=4.7мкФ-20мкФ, С3=10, С4=20-30, С5=1н-Юн. С6=10-15:

Т1 - КТ3102. КТ315 или любой другой НЧ- или ВЧ-транзистор с коэффициентом усиления более 100. Т2 - КП305Ж.Е. D1 - варикап Д901А.В. KB 102 или аналогичные, D2 - стабилитрон на 5,6-6.8, например, КС162А, КС168А:

L1 - дроссель, например, ДО. 1 40-100 мкН; катушка L2 - бескаркасная. внутренний диаметр - 6 мм. диаметр провода - 0.8 мм, желательно посеребренный. L2 - 3+1 витка.

Настройка.

Изменением величины резистора R2 установить напряжение на коллекторе транзистора Т1 равным половине напряжения питания, при КС168А - это 3-4 В. Увеличение сопротивления в коллекторе транзистора Т1 ведет к увеличению коэффициента усиления каскада. Однако не рекомендуется уменьшать коллекторный ток менее 0.5 мА, т.е. устанавливать R3 более 10к-15к. При отсутствии генерации подстроить (подобрать. начиная, например, с 500 Ом) R4, не превышая допустимого предела максимального тока транзистора - 15 мА, оптимальный ток стока должен составлять 12-14 мА. При этом токе обеспечивается максимальная мощность излучения, дальность передачи, стабильность частоты. минимальное влияние антенны. При уменьшении тока стока МОП-транзистора повышается экономичность, но ухудшаются перечисленные параметры. Не рекомендуется уменьшать ток стока менее 5 мА, иначе при подключении передающей антенны возможен не только значительный уход частоты, но даже срыв генерации. Частота генерации устанавливается конденсатором С4 и сжатием или растягиванием катушки L2. Для этой схемы также не рекомендуется увеличивать емкость конденсатора СЗ.

Монтаж.

Схема на рис.8.5.а, как схема 8.4.а. для указанного способа подключения к телефонной линии обладает избыточным усилением по низкой частоте. На рис.8.5.б представлена упрощенная схема УКВ ЧМ-ретран-слятора. В данной "схеме отсутствует УНЧ, однако, как правило, громкости вполне достаточно. Схема содержит меньшее количество элементов и проще в настройке (не требуется настройка УНЧ).

Основные элементы для схемы (рис.8.5.б), особенности конструкции и настройки совпадают с предыдущей конструкцией (рис.8.5.а). Изменения: К2=КЗ=50к-150к,С1=0.1-1мкФ. Изменением соотношений R2 и R3, как и для схемы на рис.8.4.б, можно осуществлять точную настройку на частоту.

Предыдущие схемы телефонных УКВ ЧМ-ретрансляторов, как это следовало из приведенных схем, требовали подключения к телефонной линии в трех точках: в разрыв одного проводника и подключение к другому. Это не всегда бывает удобно.

На рис.8.6 представлены схемы телефонных УКВ ЧМ-ретрансляторов, предусматривающих подключение в двух точках: в разрыв одного из проводников. Схема на рис.8.6.а имеет УНЧ на 1 транзисторе, схема на рис.8.4.б - без УНЧ. Резистор R1 - регулятор громкости. Мощность и дальность соответствует ретрансляторам на рис. 8.4. Подключение данных УКВ ЧМ-ретрансляторов производится в соответствии со схемой. Передающей антенной служит отдельный провод.

Элементы, особенности конструкции и настройки для схем ЧМ-пере-датчиков на рис.8.6. совпадают с устройствами на рис.8.4.

У данных схем громкость меньше, чем у сходных схем на рис.8.4, однако даже уменьшенного уровня часто вполне достаточно. При этом необходимо учитывать, что у схемы на рис.8.6.а, имеющей в своем составе УНЧ, громкость больше, чем у схемы на рис.8.6.6, не имеющей УНЧ. Правда, схема на рис.8.6.6 - проще.

На рис.8.7 представлены схемы телефонных УКВ ЧМ-ретрансляторов на МОП-транзисторах. Схема подключения этих устройств подобна предыдущему варианту. Данные схемы (рис.8.7), подключаемые в двух точках - в разрыв сети, сохраняют все преимущества и недостатки, описанные в аналогичном варианте на биполярных транзисторах.

Применение в качестве антенны дополнительного провода создает определенные неудобства, которые могут быть исключены при использовании для этой цели телефонный провод.

Рис.8.6. Схемы телефонных ЧМ-ретрансляторов на биполярных транзисторах; антенна - отдельный провод, а - УНЧ на 1 транзисторе, б - без УНЧ.

Рис.8.7. Схемы телефонных чм-ретрансляторов на МОП-транзисторах; антенна - отдельный провод, : а - УНЧ на 1 транзисторе, б - без УНЧ.

Рис.8.8. Схемы телефонных чм-ретрансляторов на биполярных транзисторах; антенна - ТФ-провод (2 ); а - УНЧ на транзисторе, б - без УНЧ.

Рис.8.9. Схемы телефонных ЧМ-ретрансляторов на МОП - транзисторах; антенна - ТФ-провод (2); а - УНЧ на транзисторе, б - без УНЧ.

Соответствующие схемы представлены на рис.8.8, рис.8.9. Отличие данных схем от предыдущих схем телефонных УКВ ЧМ-ретранслято-ров на биполярных и МОП-транзисторах заключается в использовании к качестве передающей антенны самого телефонного провода. При этом указанные устройства включаются в разрыв одного из проводников телефонного провода. Это видно из приведенных схем. Использование такой антенны сопровождается некоторым снижением дальности.

Основные элементы для схем на рис.8.8, особенности их конструкции и настройки совпадают с устройствами на рис.8.6. Изменения: ВЧ-дроссели L3. L4 совпадают с L1, С10=С11=100-200.

Основные элементы для схем на рис.8.9, особенности их конструкции и настройки совпадают с устройствами на рис.8.7. Изменения: ВЧ-дроссели L3. L4 совпадают с L1. С7=С8= 100-200.

Мощность (и дальность) телефонных УКВ ЧМ-ретрансляторов (рис.8.4 - рис.8.9) может быть увеличена за счет введения в схему дополнительных ВЧ-каскадов - усилителей мощности. В качества примера таких дополнительных каскадов можно использовать ранее описанные схемы AM- и ЧМ-радиопередатчиков повышенной мощности.