Читать книгу «Юный радиолюбитель [7-изд]» онлайн.
Радиостанции Р-105, Р-108 и Р-109 можно назвать близнецами, потому что внешне и конструктивно они абсолютно одинаковы, идентичны и их принципиальные схемы. Разница только в диапазонах рабочих частот: радиостанция Р-105 перекрывает диапазон радиочастот от 36,0 до 46,1 МГц, Р-108 — от 28,0 до 36,5 МГц, Р-109 — от 21,5 до 28,5 МГц. Вместе они охватывают полосу радиочастот УКВ диапазона от 21,5 до 46,1 МГц, что соответствует радиоволнам длиной от 13,95 до 6,51 м. Они могут работать на ходу при переноске их радистами, в движущемся автомобиле и в стационарных условиях. Станции сохраняют работоспособность при температуре от 40° мороза до 50 °C тепла. Эти радиостанции, между прочим, широко используются и для соревнований радиолюбителей-спортсменов, в том числе и соревнований юных радиоспортсменов.
Как они устроены и работают?
Внешний вид радиостанции Р-105 показан на рис. 400.
Рис. 400. Радиостанция Р-105:
1 — ручка настройки антенны; 2 — шкала настройки приемопередатчика; 3 — антенна; 4 — ручка установки рабочей частоты; 5 — прибор проверки источников питании; 6 — выключатель питании, 7 — кнопка переключателя «Прием-передача»; 8 — аккумуляторная батарея; 9 — удлинительные колена штыревой антенны; 10 — зажим для подключения противовеса (заземления)
Так выглядит все «семейство» УКВ радиостанций этого типа. Внутренняя часть корпуса, называемая ранцем, разделена глухой перегородкой на два отсека. В переднем отсеке находится сам приемопередатчик с вибрационным преобразователем низкого напряжения батареи питания в высокое, необходимое для питания анодно-экранных цепей радиоламп, а в заднем отсеке аккумуляторная батарея и вспомогательное оборудование. На верхней стенке ранца имеется ручка для переноса станции, а на боковой — петли для крепления заплечных ремней.
В рабочий комплект радиостанции входят также микротелефонная гарнитура — объединенные в одно целое микрофон и телефон с кнопочным переключателем «Прием-передача», называемым военными радистами тангентой, штыревая антенна, противовес - система проводников, выполняющих роль заземления, лучевая антенна и некоторое вспомогательное имущество. В зависимости от условий работы микротелефонная гарнитура может быть подключена к приемопередатчику через колодку на лицевой панели или колодку на верхней стенке ранца. На ходу, например, когда станция за плечами радиста, микротелефонную гарнитуру подключают к приемопередатчику через колодку на ранце.
Об устройстве и работе приемопередатчика этих станций я буду рассказывать по структурной схеме, изображенной на рис. 401.
Рис. 401. Структурная схема радиостанции Р-105
Приемопередатчик радиостанции построен по схеме трансивера (как трансивер начинающего коротковолновика, о котором я рассказал в предыдущей беседе). Это значит, что часть его каскадов и отдельных деталей, контуров используется как при передаче, так и во время приема. Переключение станции с передачи на прием и обратно осуществляется тангентой на микротелефонной гарнитуре. При этом электромагнитное реле (на рис. 401 не показано), управляемое контактами тангенты переключает цепи питания и элементы приемопередатчика соответственно видам работы станции.
На структурной схеме каскады и контуры, которые используются на обоих видах работы, обведены двойными линиями. Линиями со стрелками показаны связи между элементами приемопередатчика.
Передатчик каждой из описываемых здесь радиостанций трехкаскадный: каскад на лампе V2 — задающий генератор, или, как его еще называют, возбудитель, каскад на лампе V1 — усилитель мощности, каскад на лампе V3 — частотный модулятор. Задающий генератор, преобразующий энергию постоянного тока в электрические колебания рабочей частоты передатчика, при работе станции на прием выполняет роль гетеродина приемника. И еще одна особенность генератора передатчика — его лампа является одновременно возбудителем радиочастотных колебаний и предварительным усилителем этих колебаний.
В некоторых из предыдущих бесед я упоминал о частотной модуляции. Многие бытовые приемники имеют УКВ ЧМ диапазон для приема местных радиовещательных УКВ станций с частотной модуляцией. С частотной модуляцией работают передатчики звукового сопровождения телевещательных центров и, разумеется, звуковых каналов телевизоров. Так вот, в переносных военных УКВ радиостанциях осуществляется частотная модуляция — электрические колебания, поступающие в антенну, изменяются под воздействием колебаний звуковой частоты не по амплитуде, как на широковещательных станциях длинноволнового, средневолнового и коротковолнового диапазонах, а по частоте (рис. 402).
Рис. 402. Графики, иллюстрирующие принцип частотной модуляции: а — колебания звуковой частоты; б — частотно-модулированные колебания радиочастоты
Роль такого модулятора в передатчиках УКВ станций выполняет каскад на лампе V3, называемой в данном случае реактивной лампой. Напряжение звуковой частоты от микрофона (на рис. 402 — график а) через микрофонный трансформатор (он же выходной трансформатор приемника) подается на управляющую сетку реактивной лампы, которая изменяет свою емкость, входящую в контур задающего генератора, со звуковой частотой (на рис. 402 — график б). Частотно-модулированные колебания поступают в усилитель, а от него — через антенный контур в антенну. Антенна, следовательно, излучает частотно-модулированные электромагнитные колебания. Настройка антенны на наибольшую отдачу энергии осуществляется по стрелочному прибору на лицевой панели.
Приемник радиостанции - супергетеродин, с автоматической подстройкой частоты (АПЧ). Его первые два каскада на лампах V4 и V5 — усилители радиочастоты, причем второй из них, на лампе V5, является и усилителем сигналов звуковой частоты. Преобразователь частоты состоит из смесителя, на лампе V6 и отдельного гетеродина на лампе V2 (он же задающий генератор передатчика). Преобразованные колебания радиочастоты усиливаются трехкаскадным усилителем ПЧ, поступают в каскад ограничения напряжения сигнала на лампе V10, а от него — к частотному детектору на полупроводниковых диодах. После детектирования колебания звуковой частоты усиливаются лампой V5, через выходной трансформатор поступают к телефону В2 и преобразуются им в звуковые колебания.
Промежуточная частота приемника 1312,5 кГц. Когда радиостанцию переключают с передачи на прием, частота задающего генератора передатчика, работающего теперь как гетеродин приемника, увеличивается по всему перекрываемому диапазону волн точно на эту частоту.
Какова функция амплитудного ограничителя? Этот каскад, говоря упрощенно, срезает всплески частотно-модулированных колебаний, возникающие из-за различных помех и собственных шумов ламп приемника, ограничивая, таким образом, амплитуды колебаний. В результате на частотный детектор поступают колебания одинаковой амплитуды, но их частота изменяется с частотой модуляции передаваемого сигнала.
В приемнике предусмотрена система автоматической подстройки частоты. Ее образуют фильтр АПЧ и реактивная лампа V3, через которые частотный детектор соединяется с гетеродином преобразователя приемника. Если входной сигнал имеет некоторую расстройку по отношению к резонансной частоте детектора, то на выходе детектора, кроме сигнала звуковой частоты, возникает постоянное напряжение, значение и полярность которого зависят от высокочастотного сигнала на входе детектора. Это напряжение через реактивную лампу воздействует на частоту гетеродина, уменьшая, таким образом, расстройку приемника относительно частоты сигнала, на которую он настроен. При этом, правда, полоса частот пропускания приемника сужается, зато радист может вести бесподстроечную связь. Это очень удобно, особенно при работе на ходу: настроив приемопередатчик на заданную частоту, радисту уже не приходится во время связи его подстраивать.
Шкала настройки приемопередатчика общая для передатчика и приемника. Она проградуирована в фиксированных частотах, называемых также фиксированными волнами или, что тоже самое, каналами связи. Риски фиксированных частот нанесены на шкалу через каждые 50 кГц, а их порядковые номера — через 200 кГц, т. е. через каждые четыре фиксированные частоты.
На шкале радиостанции Р-109, например, обозначены 141 фиксированная частота. Если номер фиксированной частоты умножить на 100, то получим рабочую частоту, выраженную в килогерцах. Например, рабочей частоте 245 на шкале радиостанции соответствует частота 245х100 = 24500 кГц или 24,5 МГц.
Возрастание номеров фиксированных частот (волн) идет в направлении вращения ручки настройки по движению часовой стрелки. Шкала снабжена линзой, увеличивающей нанесенные на нее риски и цифры, что повышает точность настройки приемопередатчика на заданную частоту. А чтобы настройка не сбилась, радист с помощью ручки «Стопор» шкалы на лицевой панели фиксирует в этом положении механизм настройки приемопередатчика.
Что представляет собой кварцевый калибратор? Это генератор, частота колебаний которого стабилизирована кварцевым резонатором. Этот генератор — своеобразный эталон, по которому проверяют градуировку шкалы приемопередатчика.
Ты, конечно, понимаешь, какое значение имеет градуировка шкалы. Ведь от нее зависит точность настройки станции на заданную частоту, а значит, и обеспечение уверенной радиосвязи. Вот кварцевый калибратор и служит для того, чтобы радист мог проверить градуировку шкалы приемопередатчика и, если надо, произвести корректировку.
Конструкторы позаботились о том, как предельно упростить работу на радиостанции. Радист должен лишь подключить к приемопередатчику аккумуляторную батарею, антенну и микротелефонную гарнитуру, установить на шкале заданную рабочую частоту, настроить антенну и радиостанция готова к связи. А установив двустороннюю связь, радисту остается только нажимать и отпускать кнопку тангенты на микротелефонной гарнитуре, чтобы передавать и принимать нужные сообщения. Передача и прием ведутся на одной и той же частоте.
Тебя, конечно, интересует «дальнобойность» этих радиостанций. Сравнительно небольшая. Ведь это маломощные УКВ радиостанции: мощность их передатчиков всего 1 Вт. Дальность связи с однотипной радиостанцией зависит от применяемых антенн, рельефа местности и некоторых других условий. При работе с гибкой штыревой антенной высотой 1,5 м дальность связи достигает 6 км. Если использовать ту же штыревую антенну, но с помощью трубок-колен, входящих в рабочий комплект станции, увеличить ее высоту до 2,7 м, дальность связи возрастает до 8 км. При работе с лучевой антенной, подвешенной на высоте 1 м, устойчивая связь может быть осуществлена на расстоянии до 15 км, а с той же антенной, но поднятой на высоту 6 м — до 25 км.
К числу переносных относится также радиостанция Р-104, показанная на рис. 403.
Рис. 403. Радиостанция Р-104:
1 — шкала настройки приемопередатчика; 2 — лампа подсветки шкалы; 3 — ручка подстройки связи с антенной; 4 — штыревая антенна; 5 — табличка для записей; 6 — ручка настройки антенны; 7 — ручка установки рабочей частоты; 8 — переключатель рода работы; 9 — кнопка переключателя «Прием-передача»: 10 — колодка для включения лампы-подсветки; 11 — ручка регулятора громкости; 12 — кнопка контроля частоты приемопередатчика с помощью кварцевого генератора; 13 — ручка переключателя поддиапазонов; 14 — упаковка питания; 15 — телеграфный ключ
Это коротковолновая радиостанция, рассчитанная на работу как в телефонном, так и в телеграфном режимах. Выходная мощность передатчика в телеграфном режиме достигает 3,5 Вт, а в телефонном 1 Вт. Дальность связи в зависимости от режима работы и используемой антенны без дополнительных усилительных устройств может быть до 50 км и больше.