Часть 1.
При подготовки материала использовались следующие источники:
1. Г. Миль "Электронное дистанционное управление моделями"
2. два раздела "Технология Bugs" Megavoltus(у кого есть вся может поделитесь)
3. Интернет во всех его проявлениях. 
4. ...
Слышал, что неплохая книга (может кто поделится):
, "Спецтехника"
И так начнем.
При создании жука необходимо задать себе ряд вопросов:
1. Зачем он тебе нужен. 
2. Как ты хочешь это применить (определиться в схемотехнике, размерах, питании и т. д.).
3. ...
Да, и всегда не забывать об УК (дабы хотябы знать, в случае чего, чем крыть).
Расмотрим кратко составные части жука. Вот структурная схем:
Усилителя мощности (УМ) может и не быть. УМ нужен для получения необходимого уровня ВЧ сигнала. Очень сложно получить мощный ВЧ сигнал сразу от генератора, при котором бы генератор работал нормально. Если это и удается, то приходится решать проблемы связанные с фильтрацией гармоник, возникающих наряду с полезным сигналом и ряд других проблем.
Модулятор тоже вещь довольно обстрактная, под понимается устройство, воздействующее на несущую частоту (или ее фазу, амплитуду) и вызывающее ее изменение по определенному закону. Отклонение частоты в результате частотной модуляции от частоты при отсутствующем сигнале модуляции называют девиацией частоты. На эту самую девиацию частоты есть несколько, можно сказать, стандартов. Узкополосная ЧМ : 2.5-5 кГц. Широкополосная ЧМ : 60 кГц - стандарт УКВ и 75 кГц - стандарт FM. Следует заметить, чем больше девиация частоты, тем более качественно может быть передан информационный сигнал. Но и тем шире полоса частот занимаемая ВЧ сигналом. Более подробно позже.
Генератор ВЧ - сердце вашего жука. Он вырабатывает синусоидальное (необязательно синусоидальное) напряжение высокой частоты. Это ВЧ напряжение в зависимости от поставленной задачи может поступить сразу в антенну или в усилитель мощности и излучаться антенной в виде энергии электромагнитных волн. При этом, не стоит забывать, что антенной излучается не высокочастотное напряжение (некоторые в этом не сомневаются, иногда даже встречаются люди думающие что пространство между протонами и электронами в атомах заполнено воздухом!!?). ВЧ напряжение лишь заставляет электроны в антенне двигаться ускоренно. А вот ускоренно движущиеся электроны и излучают электромагнитную волну. Просто излишне говорить, что частота задающего генератора должна быть стабильной. Что это значит? Мало зависеть от температуры окружающей среды, а также напряжения питания. В основном применяют два способа стабилизации частоты генератора. Это параметрическая и кварцевая стабилизация частоты. Есть и другие способы (также в генераторе возможно включение цепи обратной связи так, что нагрузка генератора будет мало влиять на частоту), как пример можно привести использование синтезатора частоты. Но это относительно дорогое удовольствие и в большинстве случаев излишнее. Для управления микросхемой синтезатора частоты необходим микроконтроллер, управляющий внутренними делителями микросхемы, которая в свою очередь, управляет рабочей частотой передатчика. Подобные самодельные устройства несмотря на свою сложность могут иметь относительно небольшие размеры соизмеримые с объемом спичечного коробка.
В генераторах с параметрической стабилизацией частоты, для обеспечения устойчивой генерации на одной частоте применяют различные электрические цепи (схемы). Чаще всего это стабилизаторы напряжения питания самого генератора и цепи смещения транзистора. Их делают на стабилитроне или применяют интегральные стабилизаторы напряжения, например 78L06 стабилизатор на 6 В (ток до 100 mA). Применение стабилизатора напряжения на стабилитроне, влечет за собой необходимость стабилизации тока протекающего через стабилитрон. Стабилизатор тока в этом случае реализуется чаще всего на полевом транзисторе. Потребность в стабилизации тока стабилитрона вызвана экономией ресурса элементов питания. Еще одной попыткой параметрической стабилизации частоты - применение в частотозадающих цепях конденсаторов с разными знаками ТКЕ (температурный коэффициент емкости). Это позволяет минимизировать уход частоты при изменении температуры окружающей среды. Частота будет меньше зависеть от температуры, если намотка контурной катушки будет жесткой. Иногда для повышения жесткости намотки катушки ее заливают клеем или смолой. Большое значение в вопросах стабилизации частоты генератора имеет режим работы транзистора. Если стабильность частоты передатчика имеет большое значение, то не стоит пытаться изначально получить большую выходную мощность с генератора ВЧ. Большая мощность, рассеиваемая транзистором генератора приводит к его разогреву (хоть и не значительному), что вызывает смещение рабочей точки транзистора. А это в свою очередь повлияет на рабочую частоту. Следующий за генератором каскад должен оказывать минимальное влияние на генератор ВЧ. Поэтому для снижения влияния усилителя мощности на работу генератора применяют LC цепи или ставят буферный каскад между генератором и усилителем мощности (УМ).
Поподробнее о генераторах можно прочитать у Г. Миля или сдесь http://naf-st. narod. ru. Не плохую схемотехнику и не только генераторов, но вообще жуков можно почерпнуть из Data Sheet'ов сотовых и радио - телефонов которые можно найти на http://frikzona. org/.
I. Генераторы ВЧ.
И так, вы провели мониторинг эфира подручными средствами и определились с частотой.
Приступим. Создания жука необходимо начать со сборки генератора ВЧ.
Требования:
Решающее значение для генератора свободных колебаний имеет стабильность частоты. Поэтому при разработке таких генераторов необходимо знать факторы, оказывающие влияние на стабильность. Это важно, во-первых, для исключения ошибок при разработке радиоаппаратуры и, во-вторых, для обеспечения ее правильного ремонта и обслуживания.
Генератор ВЧ передатчика или приемника должен работать в течение длительного времени при различных температурах окружающей Среды (от -30 до + 40? С), различных влажностях воздуха и различных напряжениях питания, обеспечивая высокую стабильность частоты df/f, которая должна сохраняться в пределах от 10-4 до 10-5. На стабильность работы генератора ВЧ оказывают влияние изменения параметров транзисторов и схемных элементов, особенно, параметров элементов колебательного контура.
Изменение частоты может быть вызвано изменением параметров транзистора при колебаниях напряжения питания и температуры. В зависимости от схемы, емкости участков коллектор-база и база-эмиттер включены параллельно или последовательно колебательному контуру.
Емкости в большой мере зависят от напряжения питания и, следовательно, от положения рабочей точки. Поэтому схему выполняют так, чтобы их влияние на колебательный контур было по возможности малым, а их изменение удерживалось в узких границах за счет хорошей стабилизации рабочей точки и напряжения питания.
Предельная частота для транзистора высокой частоты должна быть в 5-10 раз больше частоты колебаний. Влияние температуры на транзистор можно эффективно компенсировать за счет хорошей стабилизации рабочей точки (фиксация напряжения смещения базы, более высокое сопротивление эмиттера).
Чтобы уменьшить внутренний нагрев транзистора, устанавливают режим его работы с малой рассеиваемой мощностью. Нагрузку генератора поддерживают малой, применяя слабую связь с последующим каскадом усиления.
Для получения более высоких мощностей передатчика обычно предусматривают предоконечный каскад. Влияние температуры на элементы колебательного контура снижают посредством жесткой конструкции, предотвращающей тепловое расширение катушки индуктивности колебательного контура, и схемных элементов, имеющих соответствующие температурные коэффициенты.
При тщательном выборе и расчете катушек и конденсаторов (стабильных по своим характеристикам катушек с воздушным сердечником, керамических конденсаторов, имеющих малые температурные коэффициенты, или конденсаторов с воздушным диэлектриком) могут быть разработаны генераторы высокой частоты, стабильность частоты которых удовлетворяет требованиям, предъявляемым к передатчикам.
Стабильность частоты тем лучше, чем больше добротность колебательного контура и катушки индуктивности. Для защиты от внешних влияний LC-генератор устанавливают в закрытый со всех сторон металлический корпус.
Схемотехника:
Немного теории.
По выходной мощности генераторы делят на маломощные (менее 1Вт), средней мощности (ниже 100 Вт) и мощные (свыше 100 Вт). По частоте генераторы можно разделить на следующие группы: инфранизкочастотные (менее 10 Гц), низкочастотные (от 10Гц до 100кГц), высокочастотные (от 100кГц до 100МГц) и сверхвысокочастотные (выше 100МГц). По используемым активным элементам генераторы делят на ламповые, транзисторные, на операционных усилителях, на тунельных диодах или динисторах, а по типу частотно-избирательных цепей обратной связи - на генераторы LC-, RC-, RL-типа. Кроме того, обратная связь в генераторах может быть внешней или внутренней.
Генераторы с LC-контурами нашли широкое применение на высокой частоте, а следовательно и в схемотехнике жуков.
Расмотрим схемы LC-генераторов получивших название трехточечных. В этих схемах учтены два основных положения:
1) для выполнения условий баланса фаз напряжения, действующие на затворе (или базе) и стоке (или коллекторе), должны быть в противофазе;
2) для выполнения баланса амплитуд к затвору (или базе) подводится только часть напряжения на контуре.
Упрощеные схемы которых приведены ниже. В первой схеме индуктивной трехточки колебательный контур состоит из двух индуктивностей L1 и L2, включенных последовательно, и емкости Ск.
Следующая схема емкостная трехточка, в ней использован емкостной делитель, состоящий из двух емкостей С1 и С2.
Для выполнения условия баланса фаз противоположные концы контура включены между стоком и затвором (или между базой и коллектором). Средняя точка индуктивного или емкостного делителя подключена к истоку (или эмитору).
Полные схемы трехточечных генераторов приведены ниже. На следующем рисунке приведена схема трехточечного генератора с емкостным делителем, называемым генератором Колпитца. Выходное напряжение снимается с дополнительной выходной обмотки Lcв. На затвор транзистора подается через резистор R1 напряжение смещения, которое выбирается таким образом, чтобы уменьшить искажение формы выходного напряжения.
На следующем рисунке приведена схема индуктивной трехточки, называемой генератором Хартли. Для замыкания средней точки индуктивного делителя с эмитором используется конденсатор Ссв. Сопротивления R1 и R2 обеспечивают выбор рабочей точки транзистора по постоянному току.
Существует множество схем генераторов, ибо извращенная инженерная мысль шагнула очень далеко. Расмотрим только некоторые из них.
В самом начале обратим свой взор в сторону генераторов на биполярных транзисторах.
На рисунке 1 показана основная схема используемая в профессиональной схемотехнике. Иногда может встречаться ее модификация, в которой отсутствует резистор R4 (коллектор транзистора сразу подключен к +U) , а сопротивление R5 составляет порядка 500-800 Ом. Элементы С1, С2, L1 определяют рабочую частоту генератора. Реже встречается вариант, когда нагрузкой (в смысле к коллектору подключен) является колебательный контур. Что обусловлено сложностью настройки схемы (два контура надо настроить в резонанс). Но все же такой вариант применяют, когда не используется УМ. Антенну при этом можно индуктивно связать с катушкой в колебательном контуре. Для получения большего КПД от схемы на Рис.1 в коллекторную цепь транзистора включают индуктивную (Рис.2) нагрузку - дроссель, индуктивность которого на практике колеблется от 30 до 150 мкГн. Чаще всего подобные дроссели в домашних условиях изготовляют из проволоки и резистора МЛТ-0.25 сопротивлением не менее 100К.
Вообще это одна из немногих схем по таким параметрам как стабильность частоты и КПД превосходящая остальные. Цифрами1,2,3 показаны точки на схеме с которых можно снять напряжение ВЧ, для последующего его усиления усилителем мощности (УМ) или подключения антенны. При использовании в микропередатчиках этой схемы следует уделить большое внимание выбору транзистора. Его граничная частота должна быть в 5-10 раз выше рабочей, а коэффициент передачи по постоянному току (h21Э) не менее 150. Схема представленная на Рис.3 в отдельном представлении не нуждается, ее популярность говорит сама за себя. Несмотря на ее явное достоинство - высокий КПД, у нее есть существенный недостаток. Очень сильная зависимость частоты от напряжения питания схемы. Измерения показывают, что уход частоты (на частоте 116 МГц) при изменениии напряжения питания на 1 В составляет у разных экземпляров передатчиков от 0.5-1 МГц. Зато этот недостаток покрывается низким уровнем фазового шума (естественно при стабилизации напр. питания) и нечувствительностью схемы к разбросу параметров используемых радиоэлементов. Например, схема прекрасно работает на транзисторе КТ3102Е при частоте 145 МГц (несмотря на то, что граничная частота для КТ3102 составляет 250 МГц). Емкость конденсатора С1 может варьироваться в пределах 200р-5000р, С3 для разных частот варьируется от 5 до 30р, подбором его емкости устанавливают глубину обратной связи. Применение конденсатора С2 вообще необязательно, если не предъявляются жесткие требования к работе генератора. Для получения большой выходной мощности от генератора вместо резистора R3 включают дроссель индуктивностью 20-60 мкГн. Но при этом ухудшается спектральный состав выходного сигнала, а генератор работает неустойчиво. Схема неплохо работает в дополнении с УМ. При этом следует уделить внимание связи генератора и УМ, а также схеме самого УМ. Те, кто собирал передатчики по этой схеме, наверняка знают, что при касании рукой антенны уход частоты может составлять несколько мегагерц. Это обусловлено тем, что частотозадающий контур включен в коллекторную цепь, оттуда же снимается напряжение ВЧ. Касание рукой антенны приводит к изменению параметров колебательного контура и как следствие изменение частоты. Поэтому для устранения влияния на частоту генератора антенны или УМ, применяют слабую индуктивную связь с катушкой (или емкость развязывающего конденсатора подключаемого к коллектору берут как можно меньше).
|
11.01.2005 - 11:16
seka1985
12.01.2005 - 22:57
12.01.2005 - 23:08
seka1985
13.01.2005 - 00:01
13.01.2005 - 10:52
13.01.2005 - 11:01
16.01.2005 - 21:57
Уменьшено: 85% от [ 596 на 451 ] — нажмите для просмотра полного изображения
21.01.2005 - 12:05
Cos(
t). Схему модулируемого УМ составляют по общим правилам, добавляя только источник модулирующего напряжения с амплитудой U
, который включают последовательно с источником Ес. мол, задающим режим молчания. Напряжение Ес влияет на составляющие коллекторного тока. Следует отметить, что зависимости коллекторного тока от Ес - нелинейные, поэтому получить 100%-ную неискаженную модуляцию коллекторного тока при модуляции смещением не удается. Коэффициент модуляции при малых нелинейных искажениях m=0,6... 0,7. Для полного использования транзистора по мощности можно максимальный режим выбирать критическим, а Ес. мол выбрать исходя из коэффициента модуляции и нагрузки на транзистор по мощности. 
22.01.2005 - 11:29
palm
24.01.2005 - 20:52
palm
27.01.2005 - 23:11
1.02.2005 - 22:22
1.03.2005 - 16:00
palm
1.03.2005 - 21:41
werewolf
2.03.2005 - 15:25
rar. rar ( 10,54 килобайт ) Кол-во скачиваний: 1419
werewolf
4.03.2005 - 14:32
5.03.2005 - 10:49
palm
5.03.2005 - 16:48
20.03.2005 - 03:37
