Для обслуживания праздников обычные самодельные радиомикрофоны оказываются малопригодными.  Во-первых, при конструировании таких устройств авторы в основном уделяют внимание достижению высокой  чувствительности к слабым звуковым сигналам и устранению нелинейных  искажений громких сигналов введением АРУ в модуляторе [1]. Но коллективные мероприятия всегда сопровождаются шумовым фоном, достигающим временами значительного уровня. Воздействуя на звукоусилительную установку через постоянно включенный чув­ствительный микрофон, этот фон в паузах выступлений еще больше умножает  общий гул в помещении. Специализированные микросхемы с компрессором и шумоподавителем, использованные в модуляторах, позволяют найти  компромисс между чувствительностью микрофона к слабым звукам и общим  шумовым фоном, однако они доступны  не всем радиолюбителям, да и устройства при этом требуют сложного налаживания [2]. Во-вторых, всем простым радиомикрофонам свойственен еще один недостаток — неуверенный прием их сигналов.

Происходит это или изза "ухода” (нестабильности) рабочей частоты, или изза недостаточной мощности излучения.
О разной чувствительности приемных устройств речь не идет: выше чувствительность приемника — более уверенный прием. Высокочастотные сигналы в таких радиомикрофонах [1] поступают в антенну через Пконтур с выхода задающего генератора. Такой генератор, собранный на одном транзисторе, работает в предельном режиме по постоянному току и ведет себя неустойчиво. Кроме того, Пконтур, включенный между антенной и коллектором транзистора генератора, не устраняет влияния на частоту генерации предметов, расположенных возле  антенны. Значительно ослабить постороннее влияние на частоту генерации  можно только буферным усилителем,  слабо связанным с задающим генератором [2]. Антенна и предметы, расположенные возле нее, влияют при этом  только на параметры буферного (выходного) усилителя мощности.

 

В-третьих, в радиовещательном диапазоне УКВ2 принято стандартное значение девиации частоты 75 кГц. Конечно, такая большая девиация характерна только для музыкальных программ, при передаче речевых сообщений она, обычно, меньше. Но слишком малое ее значение в
самодельных радиомикрофонах приводит к тихому бубнящему и плохо узнаваемому звучанию. Увеличить девиацию при передаче речевых сигналов можно полным включением варикапа в колебательный контур задающего генератора, а чтобы уменьшить искажения, вызванные зависимостью емкости варикапа от приложенного к нему высокочастотного напряжения, — применить варикапную матрицу или в крайнем случае два отдельных варикапа, включив их по высокой частоте встречно последовательно.

Как известно, для снижения уровня  шума при использовании частотной  модуляции предусматривают предыскажения модулирующего сигнала  (подъем его высокочастотных составляющих) при передаче и их компенсацию (завал этих
составляющих) при  приеме. Цепи компенсации предыскажений обязательно имеются во всех промышленных ЧМ приемниках. По этой причине сигналы самодельных радиомикрофонов, где предыскажения не введены, принимаются с ощутимым завалом верхних частот. При конструировании радиомикрофона это необходимо учитывать, подавая звуковой сигнал на варикапную матрицу через частотнозависимую цепь.

Перечисленные факторы учтены в  радиомикрофоне, схема которого приведена на рисунке. Он состоит из микрофонного усилителя (DA2), задающего генератора (VT5) со стабилизатором напряжения смещения (VT2, HL1) и модулируемого по частоте варикапной матрицей VD2, усилителя мощности (VT6), стабилизатора напряжения питания (DA1) и узла голосового управления  передатчиком (VT1, VT3, VT4). Автор уже неоднократно экспериментировал с микросхемой К157ХА2 [3, 4] и  выбрал ее для микрофонного усилителя  благодаря большому коэффициенту  усиления, эффективной системе АРУ,  малому числу навесных элементов [5].  Учитывая высокую чувствительность  микросхемы, сигнал на ее вход (вывод 1)  подан с микрофона ВМ1 через резистор R2. Для улучшения характеристик  в предварительном усилителе через  резисторы микросхемы задействована 
ООС по переменному току (вывод 2 не использован).

Конденсатор С2 ослабляет высокочастотные составляющие  звукового сигнала, проявляющиеся как стуки и шорохи. Напряжение питания на микрофон  ВМ1 поступает с выхода системы АРУ  (вывод 13) через резистор R1. Во время  налаживания в отсутствие голосового  сигнала подборкой этого резистора устанавливают напряжение между выводами микрофона в интервале 1…2.5 В.

При срабатывании системы АРУ уменьшается напряжение питания как предварительного усилителя микросхемы,  так и микрофона, что способствует  большей эффективности регулирования. Усиленный сигнал через конденсатор С4 поступает на вход основного  усилителя (вывод 5). Временные характеристики системы  АРУ зависят от емкости конденсатора С8  и встроенных в микросхему резисторов.

При малых значениях емкости АРУ срабатывает слишком быстро, появляются  "квакающие” звуки. При очень большой  емкости (100 мкФ и более) АРУ не успевает срабатывать на пиках звукового  сигнала, что приводит к его искажениям. Напряжение с выхода имеющегося в микросхеме амплитудного детектора (вывод 9) используется для работы  системы голосового управления.

 
При произнесении слов перед микро­ фоном ВМ1 на выводе 9 DA2 образуются  всплески напряжения до 1,2 В, которые  через диод VD1 заряжают конденсатор  С7. Когда напряжение на этом конденсаторе достигает примерно 0,6 В, транзистор VT1 открывается, заряжая конденсатор С9. В
результате открываются  транзисторы VT3 и VT4 и на усилитель  мощности радиомикрофона, собранный  на транзисторе VT6, поступает напряже­ние питания. Начинается передача. Если возникает голосовая пауза, то через определяемые постоянной вре­мени цепи R5C9 примерно 20…30 с транзистор VT4 закрывается и отключа­ет усилитель мощности.

При равномерном постоянном шуме, даже очень гром­ком, всплесков напряжения на выводе 9 микросхемы DA2 нет, транзистор VT4 остается закрытым, а радиомикрофон — в дежурном режиме. Ток потреб­ления при этом — 4…4,5 мА, при пере­даче он возрастает до 25…30 мА. Диод VD1 препятствует разрядке конденса­тора С7 через выход микросхемы DA2. Таким образом, находясь в посто­янной готовности к работе, радиомикро­фон не
транслирует общий шум, а реа­гирует только на голос средней гром­кости с расстояния 10…15 см. К не­большой задержке включения несложно приноровиться, а задержка отключения на 20…30 с позволяет комфортно рабо­тать без провалов в трансляции.

Вы­ключателем SA1 выбирают вариант работы с микрофоном: когда его контак­ты разомкнуты, действует система голо­сового управления, когда замкнуты, передатчик включен постоянно. Напряжение питания 3 В поступает на микросхему DA2 от интегрального стабилизатора DA1. Хотя рекомендуе­мое напряжение питания микросхемы К157ХА2 3,6…6 В [5], эксперименты по­казали, что она вполне удовлетвори­тельно работает и при таком напряже­нии. Работоспособность всего радио­микрофона сохраняется при снижении напряжения первичного источника пи­тания до 4,5 В. Конденсаторы С10 и С12 — раздели­тельные. Конденсатор С11 вместе с введенной частью резистора R4 — час­тотнозависимая цепь предыскажения
модулирующего сигнала. Фильтр L1C13 не допускает проникновения несущей частоты в микрофонный усилитель.

Задающий генератор радиомикрофона собран на высокочастотном (гранич­ная частота — не менее 900 МГц) тран­зисторе VT5 по схеме индуктивной трехточки. Такой генератор немного сложнее в исполнении, чем собранный по схеме емкостной трехточки (требуется отвод от контурной катушки), но обладает лучшей стабильностью частоты и содержит меньше конденсаторов. Емкость конденсатора связи С15 выбирают минималь­ной, при которой генератор уверенно возбуждается. В этих условиях влияние транзистора VT5 на контур L2VD2 незначительно, потери сведены к минимуму и сохраняется высокая доброт­ность контура. Стабильность рабочей точки транзистора VT5 достигнута подключением резистора R8 к стабилизатору напряжения смещения, собранному на светодиоде HL1, ток через который задан полевым транзистором VT2.

Светодиод одновременно служит ин­дикатором включения радиомикрофона. Напряжение этого же стабилизатора через резистор R6 поступает на варикапную матрицу VD2, задавая ее рабо­чую точку. Требования к точности поддержания режима транзистора VT6 в усилителе мощности не столь высоки, поэтому особых мер по его стабилизации не принято.

Благодаря малой емкости разделительного конденсатора С17 связь с задающим генератором слабая и изменение нагрузки усилителя прак­тически не влияет на генерируемую частоту. Конденсатор С20 устраняет создаваемую резистором R11 отрица­тельную обратную связь по высокой частоте, что увеличивает коэффициент усиления транзистора VT6. Усиленный сигнал через согласующий высокоча­стотный трансформатор Т1, фильтр C21L3C22C24 и разделительный кон­денсатор С23 поступает в антенну WA1.

Интегральный стабилизатор ZR78L03 (DA1) можно заменить на КР1170ЕН3. При подборе замены диоду Д311 (VD1) необходимо выполнить одно условие — минимальное прямое падение напряже­ния. Подойдут диод Д310 и маломощ­ный диод Шотки, например, 1N5817 или подобный. Транзисторы VT1, VT3 выби­рают с наибольшим коэффициентом передачи тока базы. Транзистор КП303Е (VT2) заменим на любой из серии КП303. Критерий при замене
транзи­стора КП501А (VT4) — пороговое напря­жение не более 2 В. Светодиод — любой маломощный. Матрица КВС111А заменима на КВС111Б. Керамические конденсаторы С15, С17, С21, С24 долж­ны иметь минимальный ТКЕ. Подстроечный конденсатор С22 — КТ423 или КПКМ, оксидные — импортные аналоги К5035. Блокировочный конденсатор С16 устанавливают возле вывода кол­лектора транзистора VT5, а С19 — выво­да трансформатора Т1, идущего к линии питания. Оба конденсатора керамиче­ские KM, К1017. Постоянные резисто­ры — С223, МЛТ,
подстроечные — СП338а, СП319а.

Дроссель L1 и трансформатор Т1 намотаны на кольцевых магнитопроводах К7х3,5х2 из феррита 50ВН. До­пустима замена на магнитопровод типоразмера К7х4х2 из феррита 30ВН. Дроссель L1 содержит 40 витков прово­да ПЭЛШО 0,15. Трансформатор Т1 на­матывают двумя свитыми проводами ПЭЛШО 0,15. Число витков — 25. Сред­ний вывод получают соединением конца одного провода обмотки с началом дру­гого. Катушка L2 содержит 4 витка (с от­водом от 1,25го витка от соединенного с общим проводом конца), a L3 — 6 вит­ков посеребренного провода диамет­ром 0,5 мм. Обе они намотаны на
кар­касах диаметром 6 мм от селектора ТВ каналов. Длина каркасов — 16 мм, шаг намотки — 1 мм. Катушки располагают взаимно перпендикулярно. Внутрь кар­касов ввинчивают подстроечники СС 2,8×12, укороченные до 4 мм. Мож­но использовать каркасы и подстроечники других размеров. Формулы для расчета числа витков можно найти в справочной литературе.

Налаживание радиомикрофона на­чинают с проверки напряжения на кон­денсаторах С1 и С14. При изменении напряжения питания от 4,5 до 9 В на конденсаторе С1 оно должно оставать­ся равным приблизительно 3 В, а на конденсаторе С14 — 2 В. Отключив мик­рофон ВМ1, подстроечным резистором R3 устанавливают на выводе 9 микро­схемы DA2 напряжение, близкое к 0,25 В. Замкнув выводы катушки L2, при замкнутом выключателе SA1 измеряют коллекторный ток транзисторов VT5 и VT6. Он должен находиться в пределах соответственно 4,5…5 и 15… 18 мА. При необходимости
ток устанавливают под­боркой резисторов R8 и R9. Убрав пере­мычку с катушки, к контакту антенны подключают частотомер и, вращая подстроечник катушки L2, настраивают кон­тур задающего генератора ВЧ, добива­ясь показаний частотомера 87,9 МГц, после чего частотомер отключают. Дальнейшее налаживание произво­дят с подключенной антенной и имею­щимся УКВ приемником. В пределах по­мещения достаточно в качестве антен­ны использовать отрезок монтажного провода длиной около 80 см, свернутый спиралью в корпусе радиомикрофона. Настроить контур задающего генерато­ра можно и без частотомера с помощью УКВ приемника, контролируя прием на слух и отсчитывая частоту по его шкале (лучше цифровой).

После настройки контуразадающего генератора, постепенно удаляя радио­микрофон от приемника и вращая подстроечник катушки L3 и ротор конденса­тора С22, добиваются приема сигнала на максимальной дальности. Эту опера­цию лучше всего производить с помощ­ником, а во избежание акустической связи с радиомикрофоном прием во время настройки лучше вести на голов­ной телефон, отключив громкоговори­тель приемника.

Девиацию частоты также регулируют с помощником. Регулятор громкости в приемнике устанавливают в среднее положение. Удалив радиомикрофон от приемника на 10…15 м (чем дальше, тем лучше), говорите или напевайте в него вполголоса. По указаниям помощ­ника следует найти такое положение движка подстроечного резистора R4, при котором голос в приемнике звучит с наибольшей громкостью, но без замет­ных искажений.

Если в принимаемом сигнале ощу­щается завал или излишний подъем верхних частот, подбирают конденсатор С11. Иногда, если микрофон ВМ1 имеет повышенную отдачу на высоких звуко­вых частотах, этот конденсатор можно вовсе не устанавливать. Следующий этап — проверка дейст­вия АРУ. Произносимые перед радио­микрофоном как тихие, так и громкие звуки должны быть слышны в приемнике без заметных на слух искажений. Если громкие звуки искажены, следует из­менить емкость конденсатора С8 или последовательно с конденсатором С4 установить резистор, сопротивление ко­торого подбирают экспериментально. Система голосового управления на­лаживания не требует. Следует лишь от­метить, что задержка включения пропор­циональна емкости конденсатора С7. Ус­танавливать здесь конденсатор емко­стью менее 10мкФ нецелесообразно, поскольку радиомикрофон
начинает вес­ти себя непредсказуемо.

Задержку вы­ключения корректируют подборкой кон­денсатора С9. Систему голосового уп­равления можно, разумеется, исключить и выключатель SA1 заменить перемыч­кой. Необходимость в установке транзис­торов VT1, VT3, VT4, диода VD1, конден­саторов С7, С9 и резисторов R5, R7 отпа­дает, но конденсатор С5 в этом случае остается обязательно. Устройство пре­вращается в обычный радиомикрофон, способный транслировать слабые звуко­вые
сигналы. Для увеличения дальности приема емкость конденсатора С23 следует уве­личить до 33 пФ, а при передаче сигна­лов на расстояние 100 м и более можно опробовать вариант, предложенный в [1]. Однако устойчивый прием гаранти­рованно может быть обеспечен лишь приемниками диапазона УКВ2 высоко­го качества. В отличие от дешевых или простых самодельных, в сочетании с хо­рошей верностью звуковоспроизведе­ния и высокой чувствительностью, они обеспечивают еще и подавление шума в паузах работы радиомикрофона. Отпа­дает необходимость держать его пере­датчик постоянно включенным, беспо­лезно расходующим энергию. С такими приемниками и будут реализованы в полной мере преимущества системы голосового управления этого радио­микрофона.

ЛИТЕРАТУРА

1. Наумов А. Радиомикрофон. — Радио,  2004, №8, с. 19, 20.

2. Кузнецов Э. Микрофон без проводов. —  Радио, 2001, № 3, с. 15—17.

3. Марков В. Музыкальные синтезаторы. —  Радио, 2004, № 12, с. 52, 53.

4. Марков В. Сигнализатор на микросхеме К157ХА2. — Радио, 2004, № 8, с. 60.

5. Иващенко Ю., Керекеснер И., Кондратьев Н. Интегральные микросхемы серии

157. — Радио, 1976, № 3, с. 57, 58.

От редакции. Напряжение на светодиод HL1 можно подать с выхода интегрального стабилизатора DA1 через резистор сопротивлением примерно 200
Ом,  исключив полевой транзистор VT2.  Для предотвращения возможного выхода из строя эмиттерного перехода транзистора VT3 последовательно в цепь коллектора транзистора VT1 следует включить резистор сопротивлением 51—100 Ом.

Напоминаем, что при работе с устройствами, использующими радиочастотный спектр, необходимо руководствоваться положениями Федерального закона "О связи” от 07.07.2003 № 126ФЗ, иными законодательными актами РФ, правовыми актами Президента РФ и Правительства РФ, касающимися регулирования использования радиочастотного спектра С этими документами можно ознакомиться на сайте  Главного радиочастотного центра РФ
по  адресу http://www.grfc.ru.