МИКРОФОН БЕЗ ПРОВОДОВ.

Частота 87.9 МГц

Э.КУЗНЕЦОВ, г. Москва

Импортные беспроводные радиосистемы, состоящие из радиомикрофона (РМ) и радиоприемника, для многих пользователей недоступны из-за их высокой стоимости. Именно этим объясняется стремление радиолюбителей попытаться самостоятельно создать подобные устройства.

На страницах журнала "Радио" не раз описывались РМ, но они предназначались для вокалистов. Предлагаемая же вниманию читателей беспроводная радиосистема разрабатывалась специально для лекторов.

О радиоприемнике для работы в беспроводной системе имеет смысл поговорить подробнее. Можно, например. использовать с небольшими доработками любой бытовой УКВ приемник. Однако проще всего приобрести недорогую настроенную плату УКВ приемника. На московских радиорынках часто встречаются радиоконструктор "Тема" белорусской фирмы "Электроника" и радио конструктор "КЕ201" московской фирмы "Каскад". Автор использовал модель УКВ ЧM/FM приемника "КЕ201" собранную на микросхемах К174ХА34 и К174ХА10 (в последней подключен только усилитель 3Ч). Небольшие изменения в схеме этого приемника (на рис. 1 они показаны утолщенными линиями) позволили значительно улучшить его работу в составе радиосистемы.

Нужно отметить, что имеющуюся в приемнике "КЕ201" систему БШН "бесшумной" можно считать с большой натяжкой. Однако шумы нетрудно уменьшить в несколько раз с помощью простейшего шумоподавителя, функции которого с успехом выполнит любой маломощный кремниевый n-p-n транзистор (серии КТ3102, КТ315 и др.). подключенный параллельно регулятору громкости R5. Для управления дополнительным шумоподавителем допустимо использовать напряжение, снимаемое с резистора R6, установленного вместо индикатора точной настройки приемника. При отсутствии несущей это напряжение составляет около 0,6 В, а при точной настройке на мощную радиостанцию снижается до 0,2 В. Шунтирующее сопротивление открытого транзистора очень заметно снижает уровень шумов, а при точной настройке на станцию транзистор практически не мешает. Кстати, такую действительно "бесшумную" настройку можно рекомендовать всем владельцам подобных приемников.

В составе радиосистемы вместо светодиодного индикатора удобнее применить стрелочный Р1 (например, М4206, на ток 50 мкА). Функции управляющего станет выполнять для него то же напряжение, снятое с резистора R6. а чтобы отсчет был привычным, т. е. показания прибора увеличивались бы при настройке на станцию, нужно подать на второй вывод прибора компенсирующее напряжение около 0.6 В с установленного для этих целей резистора R10. Это напряжение снимается со светодиода HL1 (индикатора включения напряжения питания), который одновременно стабилизирует его. Такая несложная переделка весьма упрощает настройку РМ. Индикатор настройки приемника используется как индикатор напряженности поля. Это очень удобно при работе беспроводной системы не в одном, а в разных местах.

В более сложном варианте доработки приемника (рис. 2) используют стрелочный измерительный прибор от кассетных магнитофонов (М4247 или М476 на ток 100 мкА). Транзистор VT2 усиливает ток и не позволяет компенсирующему напряжению отключить шумоподавитель, управляющее напряжение на который снимается с делителя R12R13, поскольку при увеличении его сопротивления до 12... 15 к0м напряжение на нем при настройке на станцию изменяется примерно от 2,3 до 0,45 В.

При выездной работе для питания приемника целесообразно использовать сетевой адаптер. Для стабилизации его напряжения в приемник введен стабилизатор на микросхеме DA4. позволяющий не только избавиться от фона. но и воспользоваться для питания напряжением 12... 18 В от любого выпрямителя, аккумулятора или батареи. Для снятия стабилизированного напряжения в этом варианте приемника предусмотрен разъем ХЗ. Это напряжение можно использовать для подзарядки аккумулятора передатчика или, вынув из РМ батарею питания, контролировать потребляемый микрофоном ток при настройке выходного каскада и согласовании выхода с антенной. Для включения микроамперметра в цепь используют кнопочный переключатель SB1. Иными словами, такой приемник предоставляет возможность настроить РМ без дополнительных приборов.

Усилитель мощности 3Ч приемника на нагрузке 8 Ом развивает мощность до 0,7 Вт и позволяет прослушивать речь с помощью небольшого контрольного громкоговорителя, отключающегося при включении в выходной разъем Х1 штекера для подачи выходного сигнала на микшерный пульт. Если удобнее воспользоваться не линейным, а микрофонным входом, то сигнал снимают с делителя. Обычно для этого предусматривают дополнительный переключатель. В описываемом приемнике применена вторая пара контактов выходного разъема Х1.


На рис. 3 приведена схема еще одного варианта приемника, в котором функции индикатора выполняют светодиодная сборка DC-7G3EWA и микросхема LM3914 [1]. При работающем шумоподавителе горят три красных светодиода сборки, а при наличии несущей - зеленые. Светодиоды загораются поочередно, хотя достаточно подключить вывод 9 микросхемы DA5 к плюсовому проводу питания (соединить точки a и b) и будет светиться весь столбик, но при этом возрастет и потребляемый ток.

Передатчик тоже должен отвечать определенным требованиям. Его можно собрать по одной из описанных ранее схем [2, З]. Автор взял за основу схему (рис. 4). предложенную в [2].

Для получения небольшой выходной мощности (в несколько мВт) достаточно одного задающего генератора, но чтобы уменьшить влияние рук человека на его частоту, нужен еще и усилитель мощности, выполняющий функции буферного каскада. Повышение стабильности частоты настройки достигнуто введением экранированного стабилизатора напряжения питания задающего генератора на транзисторах VT1-VT4. Возможно применить и другой стабилизатор напряжения [4]. напряжение которого регулируется обычным переменным резистором и не требует подборки транзистора VT3. Для описываемого здесь РМ не очень подходит и антенна в [2]. Удобнее всего оказалось в качестве антенны использовать микрофонный кабель. При этом. правда, приходится подбирать его длину (четверть длины волны) и ставить развязывающие дроссели L5, L6.

Модулятор выполнен на микросхеме DA1 (SSM2166). Она размещается в корпусе 14-ю выводами и объединяет микрофонный усилитель, компрессор и шумоподавитель. Рассчитана микросхема на применение в различных беспроводных системах и обеспечивает вполне приличное качество звучания речевых программ. В музыкальных звуковых системах применять ее не рекомендуется, поскольку получить с ее помощью высокое качество звучания затруднительно из-за несимметричного микрофонного входа, а также из-за того. что временные характеристики ее компрессора и шумоподавителя задаются выбором только одной емкости конденсатора Сб. Невозможно, например, изменить только время восстановления компрессора. Зато время срабатывания шумоподавителя оказывается равным времени восстановления, и при большом сжатии диапазона уровня речевого сигнала работа микросхемы значительно менее заметна на слух. Есть упрощенный вариант подобной микросхемы (SSM2165 с 8 выводами), но характеристики РМ регулировать при ее применении гораздо сложнее.

Резистор R3 позволяет регулировать усиление входного усилителя (от 2 до 5 раз). R10 - порог срабатывания шумоподавителя. В зависимости от чувствительности микрофона нужно выставить этот порог таким образом, чтобы не возникала акустическая обратная связь. но и не "откусывались" бы слова при малой громкости.

Порог срабатывания компрессора можно изменить подбором сопротивления резистора R11 (например, при сопротивлении 5 кОм оно равно 0,3 В). Степень компрессирования зависит от номинала резистора R7. При его замыкании она соответствует 1:1. а при сопротивлении 80 кОм - 15:1. Все временные параметры задаются емкостью конденсатора Сб. которая может быть выбрана в пределах от 2,2до22мкФ.

Микросхема SSM2166 имеет свой внутренний стабилизатор напряжения и работает при напряжениях питания от 4,5 до 10 В. Поскольку потребляемый ею ток колеблется от 7 до 10 мА, то напряжение на микросхему можно подать через светодиод индикации включения питания HL1. В предлагаемом РМ используются двухцветный светодиод КИПД29В и устройство сигнализации разряда батареи на элементах VT5. VT6 и VD3. База транзистора VT5 подключена к выходу стабилизатора, а VT6 через диод VD3 - к нестабилизированному источнику питания. Когда напряжение питания станет ниже допустимого уровня. происходит смена цвета свечения светодиода. При достаточном напряжении батареи светодиод излучает зеленый цвет, а при ее разряде - красный. Рабочий режим микросхемы сохраняется даже с учетом падения напряжения на светодиодах и транзисторах. Нет и дополнительного потребления тока индикаторами. В результате ток. потребляемый РМ, не превышает 17...22мА.

В РМ предусмотрен переключатель SA1. включающий положительную обратную связь микросхемы через цепь R6C7, что приводит к самовозбуждению модулятора. Подбором номиналов названных элементов удается установить желаемую частоту и даже синусоидальную форму выходного сигнала. Этот сигнал нужен для облегчения поиска частоты настройки РМ с помощью приемника. Чтобы избежать случайного включения режима генерации, переключатель SA1 размещают внутри корпуса РМ.

При работе РМ в одном и том же месте этот режим не обязателен, поскольку для контроля частоты достаточно индикатора напряженности поля приемника. Делитель R11R12C11 на выходе микросхемы DA1 позволяет скорректировать частотную характеристику РМ. Ведь в вещательных приемниках предусмотрен завал высоких частот корректирующей цепочкой с постоянной времени 50 мкс для диапазона УКВ-1 и 75 мкс - для УКВ-2. Если соответствующей предкоррекции в РМ не будет. то звучание может быть "глухим". Практически же все недорогие электретные петличные микрофоны имеют большую отдачу на высоких частотах, и поэтому для получения естественного звучания приходится или отказываться от предкоррекции. или даже вводить небольшой завал высоких частот, подключив верхний (по схеме) вывод конденсатора СИ не к резистору R 11. а к минусовому проводу питания.

Вообще же целесообразно сначала не включать конденсатор СП. а затем. при необходимости, выбрать его емкость и способ включения, ориентируясь на качество звучания РМ с выбранным микрофоном. Резисторы R14. R2 образуют делитель, через который напряжение питания подается на электретный микрофон. Для некоторых типов таких микрофонов не нужен резистор R2, а при применении динамического микрофона нет необходимости в резисторе R14.

При испытаниях РМ неплохое звучание обеспечил динамический микрофон МД-380. но его габариты чрезмерно велики. Вполне узнаваемый голос можно получить с помощью недорогого микрофона. который используется в компьютерах.

Для РМ подойдет любой из продающихся корпусов серии KZ или КМ. К сожалению, при каждой перестройке частоты или изменении порога шумоподавителя приходится ослаблять винты крепления корпуса для доступа к элементам настройки и выключателю режима генерации модулятора. Если РМ используется в одном и том же месте, то в перестройке частоты нет необходимости. а вот при переезде в другое место на частоте настройки может работать местный передатчик, и в этом случае удобнее будет корпус с откидной крышкой (например, футляр от безопасной бритвы с примерно такими же габаритами).

В качестве катушек L1. L4 - L6 применяют высокочастотные дроссели ЕС24-560к (индуктивность - 56 мкГн). Катушка L2 намотана на каркасе от контура усилителя ПЧ старого телевизора с латунным подстроечником и содержит четыре витка провода ПЭЛ 0.6. Катушка L3 - бескаркасная и имеет три витка того же провода.

Передатчик и приемник надо настраивать на частоту 87.9 МГц. Эта частота используется в радиомикрофонах для "караоке". которые продаются в магазинах. При испытаниях радиосистемы громкость звучания даже при изменении уровня речевого сигнала или повороте головы в сторону от микрофона, размещенного в нагрудном кармане. благодаря работе компрессора мало изменялась. При выходе из зоны действия РМ сигнал не уменьшается. а просто выключается, как в обычных радиосистемах. Правда, современные промышленные системы обеспечивают более высокое качество звучания и практически не имеют "провалов" в зоне уверенного приема. Однако их РМ потребляют, как правило, 45...50 мА. что не позволяет использовать для их питания обычную батарею "Крона". Поэтому у предлагаемого РМ эксплуатационные расходы значительно ниже. Сравнение же описанного РМ с выпускавшимися ранее радиосистемами показало, что заметных преимуществ у них нет.

ЛИТЕРАТУРА

1. TURUTA. Предварительные усилители низкой частоты, регуляторы громкости и тембра, усилители индикации. Справочник. - М.: Патриот. 1997. с. 171.

2. Бовкун Д. Радиомикрофон. - Радио, 1998,№ 2.с. 24. 25.

3. Севастьянов И. Радиомикрофон.-Радио. 1992. № 10, с. 44.45.

4. Виноградов Ю. Экономичный стабилизатор напряжения. - Радио, 1993.№ 1.С.34.

Наш баннер
Вы можете поставить наш баннер на своем сайте или блоге, чтобы помочь развитию проекта.
Каталог радиолюбительских схем
Получить код
Навигация
  • Вся информация на сайте структурирована по темам.
  • Каждый тема имеет свою общую страницу с ссылками на материалы.
  • Выбранный материал открывается в новом окне, которое вы можете после просмотра закрыть.
Друзья сайта
Статьи