Простой АМ передатчик мощностью 10 Ватт

Этот проект представлен только в образовательных целях! Пиратское вещание незаконно!
Данное устройство было спроектировано так, чтобы его легко можно было собрать. Представленный передатчик небольшой мощности будет несложен для тех, кто имеет немного опыта в постройке различных передающих схем. Я занимаюсь электроникой в течение 40 лет и за это время я получил некоторые навыки в построении электронных схем. Для тех, кто никогда не собирал электронные устройства, не говоря уже о ВЧ устройствах, данный проект может оказаться сложным.

Ничего нового в схеме данного передатчика нет и большая часть была позаимствована с других схем. Многие узлы нельзя назвать оптимизированными, я просто собрал эту схему и она работает. Я не пытался использовать какие-то легкодоступные детали, использовал то, что было в моем хламе и то что было исправно. Все было собрано в стиле «мертвых жуков» и нескольких кусков текстолита.  Печатные платы хороши, но для этого нужно потратить больше времени.

На первом рисунке показана радиочастотная часть передатчика. Обратите внимание, что при сборке использовались немного разные кольца и у каждого из низ был дополнительный виток. Зигзаг из диодов в правом верхнем углу – защита от перенапряжения, над которой я работаю («поп» эффект») (?).

Кварцевый генератор и драйвер

В качестве задающего генератора я использовал одну секцию инвертора 74HC04. Если вы хотите немного изменить частоту генератора, попробуйте изменить емкость конденсатора С3. Изменение емкости С2 будет иметь небольшой эффект, но не такой сильный. Сигнал затем проходит через буферные каскады двух инверторов, затем идет на три параллельно включенных инвертора. 3 инвертора обеспечивают достаточную мощность раскачки для IRF510. Обратите внимание, что 74HC04 предназначен для работы от 5 вольт. Чтобы получить достаточную мощность для раскачки полевого транзистора IRF510, я запитываю его от линейного стабилизатора 78L08. Превышать напряжение питания 8 вольт не следует, т.к. это может привести к перегреву и повреждению микросхемы. Я обычно покупаю эти микросхемы оптом от производителя Fairchild. Неизвестно, как будут себя вести данные микросхемы других фирм от напряжения 8 вольт.

2 диода 1N4148 между шиной питания и общим проводом для трех инверторов предотвращают любые всплески напряжения, которые могут возникнуть со стороны полевого транзистора (мало ли).

Усилитель мощности

Схема усилителя на IRF510 довольно стандартная. Это не класс Е или что-то необычное. Напряжение смещение устанавливается на затворе. Транзистор открывается при напряжении около 3 вольт, но я пришел к выводу, что оптимальным вариантом является 6 вольт.

L1 рассчитан на 3 таких усилителя. Катушка должна иметь низкое сопротивление, мелкие дроссели в виде обычного сопротивления сюда не подойдут, т.к. довольно быстро сгорят.

C5, C6 и L2 образуют согласующую цепочку для преобразования низкого сопротивления выходного каскада (примерно 10 Ом) в сопротивление антенны 50 Ом. С5 представляет собой конденсатор переменной емкости, которым можно данную цепь настраивать.

Индуктивность L2s можно изменять распределяя витки вокруг кольца или сдвигая их вместе. Я сделал настройку на самый низкий ток потребления усилителя при выходной мощности в 10 Вт. Регулировка не слишком критична. C7, C8 и L3 образуют фильтр низких частот. Конденсаторы С5, С7, С8 могут быть обычными керамическими.

Модулятор

Модулятор представляет собой два аудиоусилителя «Pentawatt» включенных в мостовом режиме. При тестировании я обратил внимание, что одна микросхема uPC2002 (TDA2002), работающая на нагрузке 2 Ом может генерировать максимальный выходной сигнал напряжением 8,3 В. При использовании двух таких микросхем в мостовом режиме выходное напряжение составляет 16,6 В на нагрузке 4 Ом. Чтобы полностью промодулировать 12 В. выходной каскад, нам нужен размах напряжения 24 В.

RC цепи С19 R9, C18 R6 обеспечивают срез с частотой 10 кГц. 4 диода D3-D6 защищают uPC2002 от любого обратного напряжения трансформатора, которое может возникнуть из-за работы без нагрузки на вторичной обмотке трансформатора или переходных процессов при включении. Трансформатор может генерировать высокое напряжение при внезапном изменении тока. Диоды это обычная перестраховка.

Модуляционный трансформатор

Модуляционный трансформатор является наиболее сложной частью любого АМ передатчика. Этот модуляционный трансформатор является перемотанным силовым трансформатором. Трансформатор, который я использовал, имел ширину 19 мм и высоту  25 мм. (Площадь намотки шпульки 7,5 x 23 мм.) Вероятно, он был как трансформатор мощностью 20 Вт. Вам понадобится трансформатор, который НЕ является тороидальным трансформатором и не имеет сварных пластин.

Я намотал 48 витков первичку и 72 витка вторичную обмотку. При намотке использовался провод толщиной 1 мм. Сначала намотайте вторичную обмотку, т.к. у нее больше витков. Наматывать необходимо равномерно. Намотка довольо сложная, т.к. проволока достаточно жесткая.

Между обмотками я наматываю только один слой изоляционной ленты, чтобы удерживать первую обмотку на месте. Требования к изоляции не высоки при работе от 12 Вольт. Концы обмоток должны выходить непосредственно за боковые стороны бобины.

Этот трансформатор не идеален. При использовании в передатчике имеется завал ниже 100 Гц из-за недостаточной индуктивности обмоток. Увеличение числа витков решит данную проблему, но потребуется более тонкая проволока, что означает и увеличение сопротивления обмоток. В настоящее время падение напряжения на вторичной обмотке составляет 250 мВ. Удвоение числа витков приведет к увеличению падения напряжения в 4 раза, т.е. 1 В. Это может показаться немного, но переход от питания 12 В. к 11 В. приведет к снижению выходной мощности до 15%.

Охлаждение

IRF510 и uPC2002 должны быть прикручены к радиатору. Использование металлического корпуса, возможно, будет достаточно. Использование металлического корпуса также предотвратит лишнее излучение от передатчика. Корпус uPC2002 соединен с общим проводом, поэтому его можно посадить непосредственно на радиатор. Корпус IRF510 соединен со стоком, необходимо использовать изолирующую силиконовую или слюдяную прокладку.

Кольца

L2 и L3 намотаны на кольцах типа Т50-2. L2 — 8 витков, L3 — 14 витков провода 0,8 мм. Сечение провода не критично. L3 должно быть примерно 1,1 мкГн.

Разное

С5 представляет собой КПЕ емкостью 175 — 680 пФ. Например, PC468 или другой.

Настройка

Выставите смещение на IRF510 0 В. Отключите питание модулятора. Подключите эквивалент нагрузки и включите питание передатчика. В это время потребляемый ток должен быть достаточно низким, а выходная мощность практически отсутствовать. Отрегулируйте смещение до тех пор, пока не увидите какой-либо радиосигнал или ток не достигнет примерно 1 А. Если нет сигнала с током 1 А., то скорее всего генератор не запустился. Необходимо разобраться с ним. Как только заметите ВЧ сигнал на выходе, увеличивайте напряжение смещения до тех пор, пока ВЧ напряжение не прекратит увеличиваться, но ток каскада еще будет расти. Верните смещение на тот уровень, при котором ВЧ напряжение на выходе больше не растет. Отрегулируйте L2 и C1 так, чтобы мощность была примерно 10 Вт при токе 1,2 — 1,3 А. Пик настройки С1 достаточно широк.
Подключите модулятор. Отрегулируйте его так, чтобы при отсутствии входного сигнала, напряжения на выводе 4 uPC2002 были одинаковыми.

Включение звука должно привести к модуляции сигнала. Если этого не произойдет, вам придется найти проблему. В нормальных условиях без входа НИЧЕГО в модуляторе не должно быть,  микросхемы должны быть немного теплыми.

Напряжения

				Постоянное напряжение		
Затвор IRF510		        6.52 В.		
Сток IRF510		        13.3 В.		
Антенна			        0 В.		
Ножка 1 of uPD2002		0.74 В.
Ножка 2 of uPD2002		0.74 В.
Ножка 3 of uPD2002		0 В.
Ножка 4 of uPD2002		6.32 В.
Ножка 5 of uPD2002		13.5 В.

Заключение

Как я уже говорил ранее, уровень модуляции падает примерно на 100 Гц. Не пытайтесь поднять бас с помощью эквалайзера. Это просто приведет к сильному искажению. И кстати, не слишком много SW-ресиверов хорошо воспроизводят бас. Успехов!

Вольный перевод статьи: 40-48m 10Watt AM Transmitter

Примечания:

1. В качестве колец можно использовать обычные ферритовые с пересчетом индуктивности;
2. В качестве модулятора можно использовать любую другую микросхему, которая сможет раскачать выходной каскад;
3. В качестве КПЕ можно использовать любой от лампового приемника (например 12-495 пФ.);
4. Микросхему 74HC04 можно заменить на 74HC240 с соответствующим изменением цоколевки.