Статистика
Время:
Зарегистрированных: 81184
Последним зарегистрирован: R0F
Рекорд посещаемости: 12585
Групп пользователей: 4
 Группы:
[Admin] [Cоучастник] [Автор] [Модератор]
 Сейчас на сайте
 Всего: 289
 Гостей: 285
 Анонимных: 1
 Пользователей: 3
 Зарегистрированные:
stepmotor Werewolf un7caz

> Радиомаяки, трассеры. -> Радио метка "Нефрит-1"
Радио метка «Нефрит-1»

По заказу администрации портала, в лаборатории http://vrtp.ru разработана радиометка ДЦВ диапазона. В рамках программы «Русский народный маячёк» преследовалась цель максимальной универсализации, доступности деталей, минимум настроек, дешевизны компонентов. Разумеется всё это не в ущерб функциональности устройства. Итак по теме.

Работает устройство следующим образом. В течение рабочей минуты имеются 2 цикла. 1-й цикл радиомолчания в течение сорока секунд. Использован в целях экономии энергии автономного питания. 2-й цикл излучение в эфир двадцати посылок скважностью 1:1 длительностью 1Hz. Другими словами на время пеленгации и ориентирования отводится 20секунд с каждой минуты. Что более чем достаточно.

Алгоритм работы устройства обеспечивает микросхема К176ИЕ18. Имеющая на борту все необходимые узлы. Автогенератор выполнен по схеме ёмкостной трёхточки, частота стабилизирована ПАВом, УВЧ выполнен на BFG-591, что при питании 10-15вольт гарантирует на выхлопе 1-1,5Вт подводимой мощности. Соответственно при питании 3-5 вольт, использовать BFG-591 не целесообразно, подойдёт любой маломощный биполярник с граничной 1,5-5GHz. Коммутацию питания радиочастотной части маячка обеспечивает микросхема с маркировкой 0341 NE217 неизвестного бренда. По сути работы это обычный мощный ключевой дивайс на КМОП структурах. Купить его нереально, но такая кака есть в любом отработавшим своё Li-ion АКБ от мобилы на плате контроллера. Думаю с извлечением его проблем никаких не будет. Распиновка данного варианта приведена на рисунке. Если будете использовать другой тип такого ключа, прозвоните его выводы. Как он был изначально подключён на контроллере тоже есть на рисунке.

Работает схема следующим образом. На выводе 10 микросхемы имеется сигнальный уровень 1/60Hz который обеспечивает включение каждую минуту на 20 секунд коммутатора питания, по входу управления. С вывода 4 микросхемы можно получить сигнал частотой 1Hz, он пригодится для коммутации звукового генератора. К слову сказать можно использовать для коммутации и 2Hz, которые присутствуют на ноге 6. На ноге 11 присутствует тональный сигнал 1024Hz который можно использовать для ЧМ маяка на варикап в непрерывном режиме. Отдельный узел микросхемы, это звуковой формирователь тона частотой 2048Hz, получаемых на ноге 7, в том случае, когда на ногу 9 будет приведён положительный уровень. Его мы и использовали для формирования тоновых посылок маяка. Для формирования всех этих частот и зависимостей есть встроенный генератор к которому подключается копеешный кварцевый резонатор частотой 32768Hz. Есть ещё одна полезная частота на выводах 1,2,3,15. это 128Hz. На первый взгляд не туда не сюда, однако если цепями коррекции частоту кварца понизить на 768Hz, то частоты на вышеуказанных выводах станет в аккурат 125Hz, а это частота CTCSS №27. Тобишь для пеленгации такой радио метки можно закрыть в приёмнике субтон на этот канал, и тем самым игнорировать все внешние помехи и забития кроме полезного сигнала. Хотя в этом случае несколько нарушаются временные интервалы работы, что никакого практического и принципиального значения для пеленгации не имеет. Сигнал с вывода 4 или 6 подаётся на вход 9 звукового формирователя, с выхода этого формирователя 7 звуковой сигнал 2048Hz модулированный 1или 2Hz подаётся либо в цепь варикапа, либо в смещение базы задающего генератора. Выход 7 звукового генератора выполнен по схеме с открытым стоком, для подключения нагрузок сопротивлением до 50ом поэтому его необходимо соединить через резистор 1-5кОм с плюсом питания. Чтоб не было излишнего расхода энергии, по схеме резистор подключён после силового коммутатора. Который включает радиочастотную часть на 20сек в минуту.

Номиналы элементов указаны на прилагаемом рисунке схемы.

image

Помеченные красными квадратами элементы можно исключить, включив задающий генератор по схеме ниже в красном квадрате. В процессе разработки были опробованы разные варианты транзисторов и схемных решений. Если генерация будет неустойчива, следует включить между коллектором и эмиттером Т1 конденсатор номиналом 3-8пф. Это будет зависеть от параметров используемых транзисторов. Окончательно в генераторе прижился BFR96S просто потому, что это был последний вариант. Никаких преимуществ перед 2Т371, 2Т372, 2Т3101, нет. Уважаемые господа соучастники, приношу свои извинения, я честно и упорно пытался изобразить схему в С-плане на ОС Видовс, я даже создал модель К176ИЕ18, также были нарисованы 2 варианта схемы, после того как в момент конечной перенумеровки элементов, виндофс вывалился в синий экран я вспомнил, что эта драная ОС не сохраняет нехера проделанную работу. Я серьёзно стал опасаться за компьютер сына, т.к. справа на полке стоит мой Дайто откованный из подшипниковой стали, и удерживаться от физического уничтожения виндовс вместе с его железным носителем в собственном доме становилось всё труднее. Поэтому я нарисовал схему карандашом, отсканировал её и расписал номиналы в KolourPaint_KDE за 15 минут.
image
Возвращаясь к схеме. По справочнику конденсатоы С2 и С4 должны быть подстроечными, однако с указанными номиналами завелись все подставленные кварцы, в т.ч. Из китайских дешёвых часов. Второй вариант варикапа с SMD маркировкой p5 давал девиацию в пределах 700Гц, что естественно не есть нормально. Добавление усилительных каскадов после вывода 7 мало влияло на девиацию, и усложняло схему. Поэтому было принято решение устранить варикап полностью, как слабое звено. И модулирующий тон был подан непосредственно в базу Т1 через резистор R4 (R9 в черновике).

image

Номинал 75кОм был выбран из соображений модуляции 2кГц, Увеличить её практически до 5 можно уменьшением номинала резистора. Предлагаю этот вопрос оставить каждому, т.к. чем вы будете пеленговать, или слушать радиометку никому не известно. При питании устройства напряжением 8Вольт и ниже рекомендуется резистор R7 отключить от земли и подключить к питанию (конденсатор С10), разумеется увеличив номинал при этом до 10-20кОм. Потеряется несколько экономичность, зато транзистор BFG-591 по другому работать не будет, либо надо выбрать специальные низковольтные транзисторы, способные работать в классе «С» при низком напряжении питания.

Итак, в чём принципиальное различие схемы от остальных распространённых аналогичных устройств. Использована специализированная микросхема с малым потреблением тока. В режиме радиомолчания схема потребляет менее 1мА.

image

Сложный сигнал посылок, который спутать с другим практически невозможно. Не использованы программируемые МК, что для определённой категории радиолюбителей решающе. Имеется возможность подавать в эфир:
-Прерывистый сигнал(1 или 2Hz) 2048Hz
-Прерывистый сигнал(1 или 2Hz) 1024Hz
-Непрерывный сигнал 2048Hz
-Непрерывный сигнал 1024Hz
-Прерывистый сигнал(1 или 2Hz) 2048Hz в течение 20 секунд каждой минуты
-Прерывистый сигнал(1 или 2Hz) 1024Hz в течение 20 секунд каждой минуты
-Непрерывный сигнал 2048Hz в течение 20 секунд каждой минуты
-Непрерывный сигнал 1024Hz в течение 20 секунд каждой минуты
-Прерывистая несущая(1 или 2Hz) (Для узкополосной пеленгации в режиме SSB/CW)
-Прерывистая несущая(1 или 2Hz) в течение 20 секунд каждой минуты (Для узкополосной пеленгации в режиме SSB/CW)

О замене и настройке. Что может потребовать замены, так это силовой низковольтный коммутатор. Как его подбирать указано выше, протестировать его тоже просто.
image
Потребуется соединить его в последовательную цепь с любой миниатюрной лампочкой накаливания соблюдая полярность включения. Параллельно питанию включается переменный резистор 10кОм, средний вывод которого подключается к управляющему входу коммутатора. Перемещая движок от отрицательного вывода к положительного заметить уровень(примерно 1,5-2,5 вольта) когда скачком загорится лампочка. Если всё как описано, то коммутатор пригоден к использованию в радиометке. К176ИЕ18 можно поменять на его папу К176ИЕ12. Однако в этом случае будет отсутствовать звуковой формирователь с мощным выходом на частоту 2048Гц. Остальные почти все рабочие режимы можно реализовать и на ней. Настройка УВЧ проводится так. После экранировки генераторного отсека между КПЕ С12 и общим выводом паяется резистор СМД 50ом. Рядом располагается индикатор поля. Подстройкой С12 следует добиться максимальных показаний индикатора. Затем вместо резистора припаивается дибо разъём СР-50 либо кабель РК-50 или RG-58, нагружается антенной, и по показаниям того же индикатора отнесённого на предельную дистанцию подстройкой антенны (если она самодельна) добиваются так же максимальных показаний. Если же антенна промышленная и кабель соответствующий, то ничего подстраивать больше не потребуется.

О практической реализации.

image

На фотографии внешний вид платы со снятым экраном генераторного отсека.

image

Плата не может являться образцом исполнения по внешнему виду, и способу изготовления. Это рабочая макетка перепаяная и переделанная десяток раз.

image

Дороги прорезаны макетным ножом, кое-где фрезой бора. Соответственно на электронный дизайн не претендует никаким местом. С платами Серёги (blaze) конечно, и рядом не котируется. Один человек изготавливает по данной схеме маяк на двухметровый диапазон, тогда надеюсь и будут образцовые платы. В данном виде устройство пошло в железный корпус от чая, нагружена на j-pole, и питается от 8 элементов АА. Предполагается использовать его в городской пеленгации заведомо неизвестного места установки в городе. Для этого и нужна мощность более 1Ватта. Про время автономки ничего не скажу но по прикидкам около 1 месяца гарантировать можно.

Изделию для внутреннего пользования на площадке Вертепа, мною, как автором присвоено кодовое название «Нефрит-1». image

Все замечания, дополнения, критику просьба высказывать здесь http://vrtp.ru/index.php?act=ST&f=81&t=12466

Добавлено: Благодаря уважаемому Кириллу схема была преобразована в цивилизованный вид, что уже не стыно показать, однако черновой вариант оставлен, для поиска недоработок, и обсуждения. А так же как память о вирусе "Виндовс".

С уважением Dart, специально для Вертепа, 5 июля 2009г.




    РадиоКОТ - популярно об электронике. Авторские схемы, новые разработки. Обучение по электронике, микроконтроллерам, ПЛИС. Форум   banner DIPTRACE - САМЫЙ ЛУЧШИЙ ТАКСИРОВЩИК ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ
Portal-X