Перевод от
maddog



Прибор для настройки радиомикрофонов (приставка к мультиметру)
Данный прибор предназначен для проверки работоспособности FM передатчиков.

Описываемый индикатор напряженности поля был специально разработан для настройки FM радиожучков. Он способен детектировать сигналы микромощных передатчиков и окажет неоспоримую помощь при настройке на максимальный КПД жучков, имеющих в выходном каскаде настраиваемую катушку индуктивности.

Индикатор напряженности поля подключается ко входу мультиметра с помощью канцелярских скрепок.

Подключение индикатора к мультиметру:


Вид со стороны электронных компонентов:

Схема индикатора напряженности поля:

Транзисторы можно заменить на 2N2222A.

Прежде мы конструировали индикаторы напряженности поля, которые регистрировали передатчики мощностью от 100 мВт и выше. Для таких передатчиков достаточно измерительной головки и катушки индуктивности. Однако когда речь заходит о менее мощных передатчиках, простая схема без усиления не подойдет.

Мы потратили 5 дней в поисках рабочей схемы и перепробовали кучу схем, смыслом которых была бы регистрация микромощных передатчиков. К сожалению, подходящих схем найти не удалось, и мы были вынуждены разработать свою собственную.

Схема, которая явилась результатом наших трудов, представлена выше. Она имеет в своем составе ВЧ усилитель, диодный детектор и усилитель постоянного тока, что позволяет использовать мультиметр в качестве измерительной головки. Сердцем схемы является пара диодов, которые включены со смещением через переменный резистор (100кОм – регулировка чувствительности) которым задается пороговое значение для диода - 0,6 В.
Вам может показаться, что 0,6 В это не так уж и много, но это в милливольтах это целых 600 милливольт. Сигнал, который мы попытаемся зарегистрировать, составляет всего 1 или 2 милливольта в антенне и если Вам потребуется 600 мВ для открытия диода, то индикатор напряженности поля не будет чувствительным.
Наша схема позволяет решить эту проблему и обеспечивает регистрацию жучка с расстояния в 10 см. Это означает, что Вы можете настроить максимум на выходе жучка с соединенной к нему антенной и получить точные показания о его относительной мощности.

Прежде Вы использовали встроенный в передатчик светодиод для индикации его мощности, и хотя он дает показательное значение мощности радиоизлучения, он не принимает во внимание эффекта нагрузки антенны.
Антенна нагружает выходной каскад любого передатчика, особенно когда вы имеете дело с микромощным передатчиком. При этом, антенна немного расстраивает частоту, таким образом, требуя небольшой дополнительной подстройки в том случае, если Вам необходим максимальный КПД. Индикатор напряженности поля позволяет настроить передатчик на максимально излучаемую мощность, которую Вы могли потерять, добавив к передатчику антенну.

КАК РАБОТАЕТ ЭТА СХЕМА.
Схема состоит из ВЧ усилителя, диодного детектора и усилителя постоянного тока. Первой отличительной особенностью, которая может показаться Вам новинкой является антенная цепь. Вам может показаться, что в данном случае имеет место короткое замыкание антенны на землю, но катушка индуктивности из 15 витков создает напряжение на своих концах в тот момент, когда антенна регистрирует радиосигнал. Это напряжение подается на базу первого транзистора через конденсатор 47p и поскольку транзистор включен через резистор 220k, любой сигнал будет усилен этим транзистором.
Усилитель ВЧ был сконструирован таким образом, чтобы усиливать высокочастотные сигналы. В нашем случае примерно от 100MHz до 300MHz.
300MHz это верхняя граничная частота, на которую реагирует ВЧ транзистор, а низкие частоты срезаются конденсатором 100p в эмиттере.
Сопротивление на частоте 100MHz составляет 16 ом и этот каскад обеспечивает усиление примерно в 12 раз. На частоте 10MHz реактивное сопротивление конденсатора составляет 160 ом и усиление каскада падает примерно до 2 раз.
Это предотвращает усиление низкочастотных сигналов и улучшает показания.
Увеличивая емкость конденсатора в цепи эмиттера, Вы увеличите усиление каскада, однако это может привести к избыточному усилению и самовозбуждению схемы.
Индуктивность в цепи коллектора разделяет ВЧ сигнал от шины питания и немного усиливает амплитуду выходного высокочастотного сигнала.
Низкое значение разделительного конденсатора (100p) между каскадом ВЧ и парой диодов достаточно для передачи сигнала, поскольку не забываете, мы имеем дело с очень высокими частотами. Два диода в детекторном каскаде работаю просто как выпрямитель, и имеют предварительное смещение (через резистор 47k и резистор 100k контроля чувствительности) от положительной шины питания. Но смещение неполное, поскольку эмиттерный переход транзистора усилителя постоянного напряжения требует не более 0,6 в.
Когда сигнал проходит через пару выпрямительных диодов отрицательный полупериод снижает напряжение на них и это приводит к отключению транзистора УПТ, поэтому стрелка измерительной головки опускается. Необходим сигнал амплитудой примерно 300mV для того чтобы запустить каскад и усиление около 12 на ВЧ транзисторе, нам необходимо получить около 30 мВ в антенной части для того чтоб сработал детектор.
Вот почему Индикатор напряженности поля регистрирует только близкорасположенные источники сигнала и не реагирует на слабые сигналы, не принимая их во внимание.
Подстроечник на 10k, соединенный с одним их концов вольтметра, устанавливает значение максимального отклонения в диапазоне 0-10v.
Схема потребляет примерно 3.5mA и с батарейкой от зажигалки (50mAHr) схема проработает более 12 часов. Выключатель предназначен для отключения батареи, когда прибор не используется, а к мультиметру прибор присоединяется с помощью канцелярских скрепок, которые подключается как разъемам мультиметра.
Мультиметр можно заменить любым стареньким вольтметром чувствительностью от 1 до 50 кОм на вольт. Мы использовали вольтметр постоянного тока на 10v чувствительностью 30кОм/В хотя подойдут вольтметры с шкалой на 12v, 15v или даже 25v вольт, правда с таким вольтметром стрелка не будет отклоняться на всю шкалу.
Можете даже использовать старый, испорченный стрелочный мультиметр с исправной стрелкой. Мы сделали 5 таких индикаторов напряженности поля по одному на каждого из нас, поскольку каждому необходимо настраивать передатчики на максимум излучаемой мощности.
В общем, мы применили 5 неисправных мультиметров и заставили их работать с пользой. Это один из удачных способов применения неисправной аппаратуры. Удивительно, что можно сделать своими руками из прибора, у которого не работает измеритель сопротивления и сожжен измерить тока.
Помниться в одной фирме была такая же проблема. Они заставляли персонал каждую пятницу после обеда ремонтировать измерительную аппаратуру, но в условиях современной экономики, мы не можем себе позволить такую роскошь как потратить половину рабочего каждую неделю.

Список деталей измерителя напряженности поля:

2 - 2k2
1 - 33k
1 - 47k
1 - 100k
1 - 220k

1 - 47p керамический
2 - 100p керамический (101)
1 - 22n керамический (223)
1 - 100n керамический (104)

1 - 10k подстроечный
1 - 100k подстроечный
1 - BC 547 транзистор
1 - PN 3563 ВЧ транзистор
2 - 1N4148 диоды
1 – 13 витков эмалированного провода на оправка 3 мм.
1 – 15 витков эмалированного провода на оправка 3 мм.
1 - 12v батарейка от зажигалки
1 – 25 см эмалированного провода
1 - SPDT минивыключатель
2 – канцелярские скрепки

1 – Печатная плата измерителя напряженности поля


1 – мультиметр (диапазона 0v -10v)




КОНСТРУКЦИЯ
Все детали, включая батарейку от зажигалки на 12 в и выключатель, смонтированы на печатной плате. Подписи на плате указывают место для монтажа каждой детали. Очень важно обеспечить теплоотведение при запайке диодов и транзисторов на плату, поскольку их перегрев ведет к значительной потере чувствительности. По схеме на плате видно куда устанавливать каждую деталь. Катушки входят в комплект и напомтаны на оправке диам. 3 мм например на отвертке Philips (если вы хотите сделать катушки самостоятельно) диам. провода не критичен, поскольку катушки формируют широкополосный фильтр.
Антенна индикатора – эмалированный провод, что позволит избежать электрического контакта с настраиваемым жучком.

В общем-то, тут больше нечего говорить, поскольку из описания очевидно как правильно собрать этот набор.


НАЛАДКА
Припаяйте скрепки в печатной плате как показано на фото и соедините их со входом мультиметра. Регулятор чувствительности (подстроечник 100k) поставьте на минимальное значение и включите прибор. Настройте «регулятор максимального отклонения стрелки» (подстроечник 10к) до максимальных показаний на шкале. Теперь вращайте подстроечник «Чувствительность» до тех пор, пока стрелка прибора не начнет проваливаться.
В этой точке схема обладает максимальной чувствительностью, поскольку транзистор УПТ открыт и любой сигнал, появляющийся на диодах, понизит напряжение в верхней точке их включения и выключит транзистор, что приведет к падению показаний стрелки измерительного прибора. Теперь измеритель напряженности поля готов к работе.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИЗМЕРИТЕЛЯ НАПРЯЖЕННОСТИ ПОЛЯ
Это прибор позволит Вам получить максимальные показания любого передатчика. Он даст точные значения, поскольку он непосредственно не соединен с передатчиком, а регистрирует напряженность поля НА РАССТОЯНИИ.
Метод его использования заключается в том, чтобы расположить антенну индикатора напряженности поля в той же плоскости, что и антенна передатчика (для наилучших показаний) правда на некотором расстоянии, на котором стрелка прибора начнет отклоняться.
Измеритель работает наподобие ГИР (гетеродинного индикатора резонанса), а стрелка прибора отклоняется к нулевому значению по мере нарастания напряженности поля. Поместите настраиваемый жучок в монтажном столе с распрямленной антенной и поднесите прибор к ней на такое расстояние, пока стрелка не начнет отклоняться от максимального значения.
Немного настройте схему и уберите руки, чтобы считать показания стрелки. По мере нарастания выходной мощности стрелка будет отклоняться все дальше от максимального значения. Поддерживая постоянное расстояние между жучком и прибором, вы сможете сравнить мощность одного жучка с другим.
Это самый быстрый способ измерить относительную мощность перед проведением полевых испытаний.

ЧТО ДЕЛАТЬ ЕСЛИ НЕ РАБОТАЕТ
Как и все наши проекты, данный проект работоспособен, потому что мы сами его собирали и проверяли его работоспособность. Если Ваш прибор не работает, то, во-первых, проверьте номиналы используемых компонентов на соответствие надписям на печатной плате.
Два компонента расположенные не на своем месте могут значительно повлиять на работоспособность, поскольку схемы аналогичные этой очень чувствительны к номиналам и напряжению смещения.
Во-вторых, убедитесь в том, что все детали установлены, и Вы ничего не пропустили. Также убедись в том, что все детали хорошо и качественно пропаяны.
Мы до сих пор получаем на возврат приборы, выводы в которых не пропаяны как следует и, разумеется, такие приборы никогда и не заработали бы.
Затем можете провести замеры напряжения в контрольных точках. И хотя полученные значения ничего особенного Вам не скажут, тем не менее, это самый быстрый способ узнать правильно ли работает каскад по постоянному току.

Напряжения:
ВЧ каскад:
Коллектор: 6.1v
База: 5.8v
Эмиттер: 5.2v
УПТ каскад:
Коллектор: 0.2v
База: 0.65v
Эмиттер: 0v
Если на этом этапе все в порядке, Вам следует выполнить несколько следующих измерений по постоянному току. Если измеритель отклоняется на полную шкалу при включенном питании, закоротите базу и эмиттер транзистора BC 547 для того чтобы убедиться, что стрелка упадет до нуля. Это говорит о том, что транзистор работает правильно. Если нет, то возможно транзистор пробит.
Далее удалите резистор 47k у пары диодов. Это также приведет к падению стрелки измерительного прибора, что свидетельствует о том, что цепь смещения работоспособна. Труднее протестировать цепь ВЧ поскольку измерения вокруг каскада вызовут фон и приведут в отклонению стрелки.
Конечно, мы подразумеваем, что Вы купили у нас этот набор и печатную плату. Частота, на которой работает данная плата такова, что крайне важно, чтобы печатная плата была правильно разведена.
Мы не можем гарантировать работоспособность устройства на макетке, а также в том случае если Вы внесете какие-то изменения, как уже делали многие.
Например, различная маркировка конденсаторов, разные ВЧ транзисторы или детекторные диоды могут повлиять на работоспособность или не работоспособность схемы.
Если Вы знаете, что делаете, то отлично – используется свои детали. Но если же Вы хотите научиться собирать схемы то лучше не вносите каких либо изменений. В долгосрочной перспективе Вы будет дешевле собирать наборы именно из тех комплектующих, которые мы рекомендуем.
Если у Вас что-то не получается, смело покупаете еще один набор и начните сначала. Вы сможете вернуться к неисправности позже. Это проект настолько важен, что мы не хотели бы чтоб Вы его пропустили. С помощью индикатора напряженности поля Вы сможете выполнить целый ряд экспериментов, на описание которых потребуется целая глава книги.