Ламповый ам передатчик на частоту 3 мгц. Радиостанции простые в изготовлении

Простая схема АМ КВ передатчика на любительский диапазон 3 МГц для начинающего радиолюбителя: подробное описание работы и устройства

Предлагаемая схема передатчика не содержит дефицитных деталей и легкоповторима для начинающих радиолюбителей, делающих свои первые шаги в этом увлекательном, захватывающем увлечении. Передатчик собран по классической схеме и имеет неплохие характеристики. Многие, вернее сказать, все радиолюбители начинают свой путь именно с такого передатчика.

Сборку нашей первой радиостанции целесообразно начать с блока питания, схема которого приведена на рисунке 1:

рисунок 1:

Трансформатор блока питания можно применить от любого старого лампового телевизора. Переменное напряжение на обмотке II должно иметь значение около 210 – 250 v, а на обмотках III и IV по 6,3 v. Так как через диод V1 будет течь ток нагрузки, как основного выпрямителя, так и дополнительного, то он должен иметь максимально допустимый выпрямленный ток в два раза больше, чем остальные диоды.
Диоды можно взять современного типа 10А05 (обр. напр. 600V и ток 10А) или, еще лучше, с запасом по напряжению – 10А10 (обр. напр. 1000V, ток 10А), при использовании в усилителе мощности передатчика ламп помощнее, нам этот запас может пригодиться.

Конденсаторы электролитические С1 – 100 мкф х 450в, С2, С3 – 30мкф х 1000в. Если в арсенале нет конденсаторов с рабочим напряжением 1000в, то можно составить из 2-х последовательно включенных конденсаторов 100 мкф х 450в.
Блок питания необходимо выполнить в отдельном корпусе, это уменьшит габаритные размеры передатчика, а так же его вес и в дальнейшем можно будет использовать его как лабораторный, при сборке конструкций на лампах. Тумблер S2 устанавливается на передней панели передатчика и служит для включения питания, когда блок питания находится под столом или на дальней полке, куда ох как не охота тянуться (можно исключить из схемы).

рисунок 2:

Детали модулятора:

С1 – 20мкфх300в, С7 – 20мкфх25в, R1 – 150k, R7 – 1.6k, V1 – Д814А,
C2 – 120, C8 – 0.01, R2 – 33k, R8 – 1м переменный, V2 – Д226Б,
С3 – 0,1, С9 – 50мкфх25в, R3 – 470k, R9 – 1м, V3 – Д226Б,
С4 – 100мкфх300в, С10 – 1 мкф, R4 – 200k, R10 – 10k,
C5 – 4700, C11 – 470, R5 – 22k, R11 – 180,
C6 – 0,1, R6 – 100k, R12 – 100k – 1м
Микрофон электретный от кассетного магнитофона или телефонной гарнитуры (таблетка). Выделенная красным цветом часть схемы необходима для питания микрофона, если вы предполагаете использовать только динамический микрофон, то ее можно удалить из конструкции. Подстроечным резистором R2 устанавливают напряжение + 3в. R8 – регулятор громкости модулятора.
Выходной трансформатор от лампового приемника или телевизора типа ТВЗ, можно также использовать и трансформаторы кадровой развертки ТВК – 110ЛМ2 например.

Настройка заключается в измерении и при необходимости, корректировки напряжений на выводах (1) +60в, (6) +120в, (8) +1,5в лампы 6Н2П и на выводах (3) +12в, (9) +190в 6П14П.

рисунок 3:

Детали передатчика.

С1 – 1 секция кпе 12х495, С10 – 0,01, R1 – 68к
С2 – 120, С11 – 2200, R2 – 120к
С3 – 1000, С12 – 6800, R3 – 5,1к
С4 – 1000, С13 – 0,01, R4 – 100к переменный
С5 – 0,01, С14 – 0,01, R5 – 5,1к
С6 – 100, С15 – 0,01, R6 – 51
С7 – 0,01, С16 – 470 х 1000в, R7 – 220к переменный
С8 – 4700, С17 – 12 х 495, R8 – 51
С9 – 0,01, R9 – 51
R10 – 51
Катушка ГПД L1 намотана на каркасе диаметром 15мм и содержит 25 витков провода ПЭВ 0,6 мм. Дроссель в катоде лампы L2 применен заводского изготовления и имеет индуктивность 460 мкГн. Я использовал в своей конструкции дроссель от телевизора, намотанный на резисторе МЛТ – 0.5 проводом в щелковой обмотке. Дроссели L3 – L6 намотаны между щечками на резисторах старого образца ВС-2 и имеют 4 секции по 100 витков провода ПЭЛ-2 диаметром 0.15мм. Дроссели L7 и L8 имеют по 4 витка провода ПЭВ диаметром 1 мм намотанных поверх резисторов R8 и R9 МЛТ-2 сопротивлением 51 Ом и служат для защиты оконечного каскада от самовозбуждения на высоких частотах. Анодный дроссель L9 наматывается на керамическом или фторопластовом каркасе диаметром 15 – 18 мм и длинной 180 мм. проводом ПЭЛШО 0.35 виток к витку и имеет 200 витков, последние 30 витков с шагом 0,5 – 1 мм.
Контурная катушка L10 наматывается на керамическом, картонном или деревянном каркасе диаметром 50 мм и имеет 40 витков провода ПЭЛ-2 диаметром 1мм. При использовании деревянного каркаса, его следует хорошо высушить и пропитать лаком, иначе при воздействии высокого вч тока он будет усыхать, что приведет к деформации намотки и возможно даже пробою между витками.
С17 – сдвоенный кпе от лампового приемника с удаленными через одну пластинами в подвижном и неподвижном блоке.
Переменным резистором R4 устанавливается смещение на управляющей сетке лампы 6П15П, а резистором R7 ламп 6П36С.
Реле могут быть любого типа на напряжение 12в с зазором между контактами 1мм с током коммутации 5А.
Амперметр на ток 100 мА,
Настройка оконечного каскада в резонанс производиться по минимальным показаниям миллиамперметра.

Цепь смещения показана на рисунке 4:

рисунок 4:

Трансформатор Т1, любой понижающий трансформатор 220в/12в с обратным включением. Вторичная (понижающая) обмотка включена в цепь накала ламп, а первичная служит повышающей. На выходе выпрямителя получается порядка -120в и используется для установки смещения ламп оконечного каскада передатчика.

Полезная вещь!

На рисунке выше представлена схема индикатора напряженности поля. Это схема простейшего детекторного приемника, только вместо головных телефонов в нем установлен микроамперметр, по которому мы можем визуально наблюдать за уровнем сигнала при настройке передатчика в резонанс.

Передатчик состоит из следующих блоков: задающий генератор; буферный каскад; выходной каскад; модулятор.

Задающий генератор.

Задающий генератор собран по схеме емкостной трехточки на лампе 6П44С. Контурная катушка намотана на каркасе диаметром 20 мм, проводом диаметра 0,8мм, 40 витков. Для достижения стабилизации частоты в управляющей сетке необходимо использовать конденсаторы КСО группы Г +-5%.

Буферный каскад

Буферный каскад предназначен для развязки задающего генератора от последующих каскадов, что способствует стабильности частоты генерации. В этом же каскаде происходит амплитудная модуляция несущей частоты. Модулятор должен быть ламповый, который обеспечивает на выходе модуляционного трансформатора 200 вольт и выше.

Выходной каскад

Дроссель Др1 намотан проводом 0,23-0,35 мм на керамическом каркасе диаметром 10-15мм, четыре секции по 80 витков в навал. Дроссель Др2 намотан тремя проводами 0,5 мм на толстом ферритовом стержне. Дроссели в цепи накала намотаны также на ферритовых стержнях проводом 1,0-1,5 мм. Дросселя мотаются до полного заполнения стержня оставив место для его крепления. Контурная катушка мотается на каркасе диаметром 50мм проводом 2,0 мм, количество витков 35-38

Модулятор для АМ передатчика

Модулятор представляет собой 4-х каскадный усилитель низкой частоты. Микрофонный усилитель выполнен на одной половинке 6Н2П. Микрофон используется электретный (таблетка). С1 ограничивает его по высоким частотам, чтобы избежать возбуждений. Сопротивления R1 и R2 определяют напряжение на микрофоне (влияет на чувствительность) оно должно быть в пределах 1,5…3,0 в (зависит от типа микрофона). Конденсатор С3 не допускает попадания высокого постоянного напряжения на последующие каскады. Дальше идёт двухкаскадный усилитель напряжения. Сигнал на него поступает с сопротивления R4 «громкость». Сопротивление R9 – это регулятор громкости линейного входа (магнитофон, проигрыватель компакт дисков, компьютер и т.д.), также он является регулятором тембра для микрофонного входа. Усилитель мощности звука собран на 6П3С. Усилитель нагружен на трансформатор, который можно намотать самому, данные показаны на схеме. Хорошо также работает силовой трансформатор со стареньких телевизоров «Рекорд», «Весна» (ТС-180). При подключении к передатчику, возможно, понадобиться изменять полярность подключения вторичной обмотки.

Антенна

Передатчик был нагружен на антенну типа "Американка". Длина антенны 48м из провода 1,6мм. Передатчик подключался проводом 1,0мм. Снижение подключается на расстоянии 1/3 всей длинны.

Ламповый модулятор класса D: позволяет повысить КПД радиопередатчика в режиме АМ до 85-90 % .
В качестве ключевого элемента используется тетрод. Тетрод требует для возбуждения меньших затрат мощности в цепи управляющей сетки, чем триод.
При работе: значительная часть периода частоты коммутации тетрод находится в насыщении, при этом величина остаточного напряжения на аноде мала, следовательно, резко возрастает ток экранирующей сетки. Для устранения недостатка, выбирается режим: чтобы мощность потерь на экранирующей сетке не превосходила допустимый уровень.
К аноду Л1, через Диод(D2) подключен Uдоп. источник постоянного напряжения. Он фиксирует остаточное U аноде в открытом состоянии, и уменьшает i ток экранирующёй сетки, снижает статические потери на экранирующей сетке Л1(не связанных с процессами переключения). Мощность потерь на экранирующей сетке оказывается ограниченной и не будет превосходить допустимый уровень, т. к. i ток экранирующей сетки не может возрасти более величины, определяемой напряжением Uдоп., а мощность потерь на аноде будет в несколько раз меньше допустимого.
Величину напряжения Uдоп следует выбирать исходя из допустимого уровня потерь в цепи экранной сетки при сохранении достаточно высокого КПД. Расчет показывает, что хорошие результаты можно получить при выборе Uдоп ≈0,1 Еа. В данном случае, повышается выходная мощность радиопередатчика с модулятором класса D почти вдвое, при снижении КПД модулятора: на-10%.

Рис.1
Модулирующий сигнал Uвх поступает на вход формирователя ШИМ сигнал, который формирует на управляющей сетке импульсы напряжения, длительность которых пропорциональна величине модулирующего сигнала. Соответственно напряжение на аноде Л1 также имеет форму ШИМ-импульсов. Изменяющаяся в соответствии с модулирующим сигналом, составляющая этого напряжения выделяется фильтром низкой частоты, состоящим из(Др и С). рис.1
Расчет показывает, номинальную выходную мощность радиопередатчика в однотактном модуляторе класса D на тетроде ГУ-81м с 200вт. до 600вт при некотором снижении КПД модулятора (с 95 до 85 %). При этом мощность, рассеиваемая на экранирующей сетке, не будет превосходить допустимый уровень (0,4 кВт), а возрастающая мощность потерь на аноде будет в несколько раз меньше допустимого значения(600Вт).
С целью повышения КПД в двухтактных анодных модуляторах, вместо усилителя класса В - может быть использован модулятор класса D.
В отличие от одноактного усилителя, двухтактный работает при скважности импульсов, равной двум (периодам начальных колебаний), напряжение на выходе модулятора отсутствует, поскольку суммарное среднее значение этих импульсов равно нулю. Напряжение, звуковой частоты Uзв.ч (рис.3) с блока ШИМ (рис.2)преобразуется в две последовательности, широтно-модулированных импульсов G1 и G2 противоположной полярности при скважности импульсов, равной двум начальным переродам колебаний (рис.3),поступают на лампы Л1 и Л2 работающих в ключевом режиме.

Кодированные аудио-импульсы с модулятора ШИМ поступает на вход оптроновой-развязки 6N137. На выходе 6N137: сигнал инвертирован. Поэтому используются два дополнительных буферных инвертирующих элементов D1.1 и D1.3. - (D1-74HC14) инвертирующие триггеры Шмитта.(рис.4)Инвертирование сигнала для нижнего ключа производится инвертором D1.2. Управляющие сигналы верхнего и нижнего ключа поступают на узлы формирования dead-time. Они выполнены на логических элементах «И» D2.1 и D2.2. - (D2-74HC08) . В результате происходит задержка только передних фронтов поступающих импульсов. Величина задержек и, следовательно, dead-time определяется произведениями R3*C3 и R4*C4 и может быть подстроена под параметры силового модуля.Дальнейшая обработка сигналов управления верхнего и нижнего ключа происходит по-разному:
Сигнал нижнего ключа - усиливается на микросхеме MAX4420 и поступает на выход драйвера.
Сигнал верхнего ключа - усиливается на микросхеме MAX4420 и имет «плавающий» потенциал общего провода. Поэтому необходима гальваническая развязка. В данном случае использована трансформаторная развязка с коррекцией постоянной составляющей.
Для частотного диапазона 100-300 кГц и коэффициент заполнения от 0 до 0.5 такое решение работы - вполне удовлетворительно.
Параметры трансформатора: Т1(сердечник М 2500 НМС 16*10*8) обмотка 2*13 вит. Эти значение ориентированы на частотный диапазон 100-300 кГц. Если необходимо работать при более низких частотах, количество витков нужно увеличить.а наболее высоких частотах количество витков нужно уменьшить. Монтаж драйвера полумоста на рис.5

Рис. 5 вариант компоновки и конструкция драйвера.

Рис.3
На рис.3 представлена схема: к нагрузке подводится переменная составляющая (напряжение звуковой частоты) через разделительный Cp а постоянная составляющая - через модуляционный дроссель Lg.С целью предотвращения обрывов тока через индуктивность Lф при переключении ламп Л1и Л2 используются диод D1 и D2 ,шунтирующие лампы Л1и Л2 и пропускающие токи ivD1 и ivD2 в требуемые интервалы времени В соответствии с направление тока в нагрузке и в дросселе положительный полупериод усиленного напряжения работает только Л1 и D2.,а в отрицательныйЛ2 и D1.
Напряжение на выходе модулятора отсутствует, поскольку суммарное среднее значение этих импульсов равно нулю. Зависимости изменения величин средних токов через лампы и диоды, отнесенные к пиковому значению. Зависимость мощности, отдаваемой двухтактным модулятором на выходной каскад передатчика от коэффициента АМ зависимость и получения КПД.
Покатому принципу построены анодные модуляторы для радиовещательных передатчиков до 500квт. Разработанные фирмой Маркони.

Повышение эффективности мощных радиопередающих устройств / Под ред. А. Д. Артыма:Связь1987.
Зарубежные радиопередающие устройства / Под ред. Г. А. Зейтленка, А. Е. Рыжкова - М. : Радио и связь, 1989.
Патент США N 4272737, кл. H 03 F 3/217, 1981.

Задающий генератор.
Для достижения стабилизации частоты в управляющей сетке необходимо использовать конденсаторы КСО группы Г +-5%. Контур мотается на каркасе диаметром 20мм, проводом диаметра 0,8мм 40 витков.

Буферный каскад
Из схемы всё ясно. Её можно упростить убрав Др2 и всё остальное подходящее к нему. Поставить одно сопротивление 27к от управляющей сетки на массу. Также можно подавать модуляцию один вывод трансформатора сразу на 3-ю ножку, а другой на массу всё остальное убрать. Модулятор должен быть ламповый и выдавать на выходе модуляционного трансформатора 200вольт и выше можно использовать ТС-180 со старых ламповых телевизоров.


Выходной каскад
Др1 мотается проводом 0,23-0,35мм на керамическом каркасе диаметром 10-15мм, четыре секции по 80 витков в навал. Др2 мотается тремя проводами на толстом феритовом стержне (с любого приёмника где есть магнитная антенна) накальные проводом 1,0-1,5мм катодный 0,5мм. Мотается до полного заполнения оставив место для его крепления. Контур мотается на каркасе диаметром 50мм проводом 2,0мм 35-38 витков. Для более полного расчёта П-контура можно использовать программу: жми сюда


Антенна
Аненна используемая с этим передатчиком "Американка" длина полотна 48м проводом 1,6мм снижения 12м проводом 1,0мм. Снижение подключается на растоянии 1/3 от горячего конца.


Но можно использовать любую другую антенну, какая вам нравиться!

АМ ПЕРЕДАТЧИК на 3 МГц

Передатчик состоит из четырех каскадов. У автора были использованы практически все БУ детали, выпаянные в разное время из разной техники , и долгие года валявшиеся в коробках. Выходная мощность передатчика не замерялась, по приблизительным расчетам составляет около 5 Ватт +/-, но скорей всего плюс. Задающий генератор собран по схеме классической трехточки, и несмотря на его простоту, частоту держит стабильно. Буферный каскад на VT2 нагружен на широкополосный трансформатор, не охота было ставить контура, а затем выравнивать характеристику по всему диапазону, мароки больше и детали лишние , а тут одним махом, а точнее одним трансформатором. Буферный каскад является нагрузкой модулятора собранного на микросхеме УНЧ LM386. Схему модулятора автор взял у японских радиолюбителей, опробовал и остался доволен, Ну и наиболее ответственная часть - оконечный каскад. Собран он на транзисторе выдернутом из какой- то корейской магнитолы. Стоявший в первом варианте КТ805БМ надежд не оправдал, и был, с позором демонтирован с передатчика. В результате операции конструкция не пострадала, но был подвергнут испытаниям патриотический дух автора. Однако, вставив для проверки в конструкцию 2Т921А, душевное равновесие восстановилось. Даже больше, появилась гордость за нашу оборонную промышленность. Но было решено оставить «корейца» как наиболее оптимальный вариант, да и к радиатору его крепить легче. Режим работы каскада устанавливается резистором R12. Диод D4 служит для стабилизации тока покоя. Крепить его необходимо на радиатор непосредственно возле выходного транзистора. На корейском транзисторе автор подсунул диод непосредственно под транзистор, так как там было место. Желательно место крепления промазать теплопроводной пастой.

Детали конструкции: конденсатор переменной емкости ставил с воздушным диэлектриком от лампового приемника. Можно поставить практически любой КПЕ, главное чтоб перекрывал диапазон 2.8 - 3.2 мГц.

Катушка L1 задающего генератора имеет 80 витков провода ПЭЛ - 0.32 с отводом от 20 витка. Катушки L2;L3 одинаковые и имеют по 20 витков провода ПЭЛ - 0,6.
Все катушки намотаны на каркасах диаметром 12 мм.
В качестве каркасов автор применил полистироловый каркас от катушки с нитками.
Тр1 намотан на ферритовом колечке диаметром 10 мм и высотой 5 мм. Двадцать витков сложенного и слегка скрученного провода ПЭЛШО - 0.25. Намотка ведется равномерно по всему кольцу.
Тр2 намотан на таком же кольце и содержит 18 витков сложенного втрое провода ПЭЛ - 0.32.

L4 - 30 витков ПЭЛШО - 0.25 на таком же колечке что и Тр 1 ;2. Для L4 можно применить кольцо и с меньшими габаритами.

ВНИМАНИЕ:
Прежде чем приступить к настройке необходимо к выходу передатчика подключить к нагрузку 50 - 75 Ом. У автора в качестве нагрузки стояли два соединенных параллельно резистора по 100 Ом, мощностью 2 Вт каждый.

НАСТРОЙКА:
Настройку начинают с проверки питания, предварительно установив переменный резистор R12 в положение максимального сопротивления. Включив между схемой и источником питания амперметр (мультиметр) установленный на максимум, обычно это 10 А подают питание. Если показания не сильно изменились, то можно переходить собственно к настройке. Отключите вывод Тр1, который идет на С24 так чтобы питание с модулятора не поступало на каскад. Подключите миллиамперметр между питанием +24 и правым выводом трансформатора Тр2. Подключаем питание, и резистором R12 устанавливаем ток покоя выходного каскада около 30 мА. Затем восстанавливаем все соединения, контролируем сигнал частотомером или приемником наличие генерации. Затем выставляем середину диапазона и конденсаторами С19 - С21 настраиваем выходной фильтр по максимуму показаний индикатора. Подключаем антенну, еще раз корректируем С21 и настройка завершена.