Схемы передатчиков и приемников, использующих индукционный метод передачи информации
На рис. 7.3 - рис.7.7 приведены примеры схем передатчиков и приемников, использующих индукционный метод передачи информации.
Для повышения напряженности электромагнитного поля и, как следствие, уровня передаваемого и принимаемого сигнала передающий провод передатчика информации выполнен виде контура. Данный контур состоит из нескольких витков толстого (ток - несколько ампер!) медного провода и образует своеобразный электромагнит (рекомендуется вспомнить школьный курс физики). Приемник должен находиться внутри контура (в поле данного контура) или близко от него. Конечно, ясно, что чем выше величина протекающего тока и больше витков в контуре, тем больше передаваемый, а, следовательно, и принимаемый (индуцируемый в приемном контуре), сигнал.
Кстати, на этом же принципе основан метод поиска скрытой электропроводки (220 В). Подобные приборы чрезвычайно полезны для электромонтеров.
Подобным образом устроен выпускаемый серийно прибор, обеспечивающий возможность громкоговорящего прослушивания пользователем своего телефона. Конечно, хороший, нужный и полезный прибор.
Но на этом же индукционном принципе основан один из методов подслушивания телефонных разговоров. Это очень полезные и очень простые приборы для очень узкого круга, но очень вредные для всех остальных, особенно тех, кто в этот момент говорит по такой телефонной линии (телефону).
И на этом принципе можно построить простые средства связи и передачи информации. Контур передатчика можно расположить, например, по периметру территории, на которой необходимо организовать одностороннюю передачу информации. Однако можно его выполнить и в виде элемента переносного устройства. Правда, в этом случае дальность связи ограничится несколькими метрами, но можно обеспечить устойчивую связь через стенки.
Фактически, схема передатчика на рис.7.3 представляет собой мощный УНЧ, нагруженный на контур, выполненный толстым медным проводом. Активное сопротивление контура должно быть несколько Ом.
Элементы для схемы на рис.7.3 :
Р1=50к-1м (определяет входное сопротивление), К2=5к-10к, К3=500к-1м (усиление каскада -1+R3/R2), К4=5к-100к (регулятор громкости), Р5=5к-10к, К6=50к-100к (усиление каскада - 1+R6/R5), К7=5к-10K.R8=lK,R9=5K-10K(R9=R7),R10=200-500,Rll=200-500(Rll=R10), R12=0.2-1. R13=0.2-1 (R13=R12), R14=10 (цепочка R14C8 обеспечивает устойчивость УНЧ), R 15=2-4 (ограничивает ток через нагрузку, который не должен превышать 2А-ЗА при синусоидальном сигнале);
С1=0.1-1мкФ, С2=0.5-1мкФ, СЗ=0.5-1мкФ, С4=0.1-0.5, С5=0.1-0.5, С6=0.1-0.5. С7=0.1-0.5, С8=0.1, С9= 1000мкФ-4000мкФ, С10=1000мкФ-4000мкФ;
01.02-КД523 и др.:
Т1.Т2 - КТЗ 102. КТЗ 107 или КТЗ 15, КТ361, или другие аналогичные парные транзисторы,
ТЗ.Т4 - КТ815. КТ814 или другие аналогичные парные транзисторы:
А1.А2 - ОУ К140УД8 или аналогичные ОУ. Монтаж и настройка.
С помощью резистора R8 устанавливается начальный ток через транзисторы ТЗ и Т4 - 5мА-20мА. С4, С5, С6, С7 подключаются максимально близко к ОУ. Для D 1. D2 необходимо обеспечить тепловой контакт с ТЗ. Т4. R2C2 и R5C3 определяют нижнюю частоту диапазона работы УНЧ: ЮмкФ и 1к - 16Гц. 1мкф и 10к - 16Гц. 0.5мкФ и Юк -32Гц, и т.д.
Выходную мощность усилителя на рис.7.3 можно повысить, если использовать в составе данного устройства более мощные транзисторы. При этом можно использовать следующие элементы:
R 15= 1-2 (ограничивает ток через нагрузку, который не должен превышать 5А-6А при синусоидальном сигнале):
Т1.Т2 - КТ503, КТ502 или другие аналогичные парные транзисторы;
ТЗ.Т4 - КТ817, КТ816 или другие аналогичные парные транзисторы.
На рис. 7.4 представлена схема аналогичного устройства, но дополненного регуляторами тембра по НЧ и ВЧ. Для данной схемы регулятор громкости установлен на входе.
Элементы для схемы на рис. 7.4 :
Р2=5к-10к, R3=500K-lM (усиление каскада -1+R3/R2), К4=50к-1м (регулятор громкости), Р7=5к-10к, Р8=1к, К9=5к-10к (R9=R7), R10=200-500, R11=200-500 (R11=R10), R12=0.2-1, R13=0.2-1 (R13=R12), R14=10 (цепочка R14C8 обеспечивает устойчивость УНЧ), R 15=2-4 (ограничивает ток через нагрузку, который не должен превышать 2А-ЗА при синусоидальном сигнале), R 16= 11 к, Р17=100к (лин., регулятор НЧ), R 18= 11 к. R 19= 11 к, Р20=3.бк, Р21=500к (лин., регулятор ВЧ), К22=3.6к. R23=100K;
С1=0.1-1мкФ, С2=0.5-1мкф, С4=0.1-0.5, С5=0.1-0.5, С6=0.1-0.5, С7=0.1-0.5. С8=0.1, С9=1000мкФ-4000мкФ, С10=1000мкФ-4000мкФ, С11=0.05мкФ. С12=0.05мкФ. С13=0.005мкФ;
01Т»2-КД523 и др.,
Т1.Т2 - КТЗ 102. КТЗ 107 или КТЗ 15, КТ361, или другие аналогичные парные транзисторы;
ТЗ.Т4 - КТ815. КТ814 или другие аналогичные парные транзисторы;
А1.А2 - ОУ К140УД8 или аналогичные ОУ Монтаж и настройка.
С помощью резистора R8 устанавливается начальный ток через транзисторы ТЗ и Т4 - 5мА-20мА. С4. С5, С6, С7 подключаются максимально близко к ОУ. Для Dl, D2 необходимо обеспечить тепловой контакт с ТЗ. Т4. R2C2 определяют нижнюю частоту диапазона работы УНЧ: ЮмкФи 1к- 16Гц, 1мкФи10к-16Гц,0.5мкФи10к-32Гц,ит.д.
Выходную мощность усилителя на рис.7.4 можно повысить, если использовать в составе данного устройства более мощные транзисторы. При этом можно использовать следующие элементы:
R 15= 1-2 (ограничивает ток через нагрузку, который не должен превышать 5А-6А при синусоидальном сигнале);
Т1 ,Т2 - КТ503. КТ502 или другие аналогичные парные транзисторы;
ТЗ.Т4 - КТ817. КТ816 или другие аналогичные парные транзисторы.
На рис.7.5 представлена схема упрощенного варианта индукционного УНЧ-передатчика, построенного на основе схем предыдущих устройств. Схема содержит всего один ОУ. Регулятор громкости установлен на входе.
Элементы для схемы на рис.7.5 :
Р4=5к-100к (регулятор громкости, определяет входное сопротивление УНЧ). К5=5к-10к. К6=100к-500к (усиление каскада - 1+R6/ R5), К7=5к-10к. R8=lK, К9=5к-10к(К9=К7). R10=200-500, R11=200-500(R11=R10). R12=0.2-1.R13=0.2-1 (R13=R12), R 14= 10 (цепочка
Рис.7.5. Схема мощного УНЧ на 1 ОУ, используемого в качестве индукционного передатчика.
R14C обеспечивает устойчивость УНЧ), R15=2-4 (ограничивает ток через нагрузку, который не должен превышать 2А-ЗА при синусоидальном сигнале);
С1=0.1-1мкф, СЗ=0.5-1мкФ. С4=0.1-0.5, С5=0.1-0.5, С6=0.1-0.5, С7=0.1-0.5, С8=0.1, С9=1000мкФ-4000мкФ, С10=1000мкФ-4000мкФ;
Ш.02-КД523 и др.;
Т1.Т2 - КТЗ 102, КТЗ 107 или КТЗ 15, КТ361, или другие аналогичные парные транзисторы;
ТЗ.Т4 - КТ815, КТ814 или другие аналогичные парные транзисторы;
А1 - ОУ К140УД8 или аналогичные ОУ. Монтаж и настройка.
С помощью резистора R8 устанавливается начальный ток через транзисторы ТЗ и Т4 - 5мА-20мА. С4, С5, С6, С7 подключаются максимально близко к ОУ. Для Dl, D2 необходимо обеспечить тепловой контакт с ТЗ, Т4. R5C3 определяют нижнюю частоту диапазона работы УНЧ: ЮмкФи 1к-16Гц. 1мкФи10к-16Гц,0.5мкФи10к-32Гц,ит.д.
На рис.7.6 и рис.7.7 представлены схемы приемников для индукционного способа передачи информации.
На рис.7.6.а приведена схема на одном ОУ.
Элементы для схемы на рис.7.6.а :
Rl=R2=10()K-lM (определю входное сопротивление УНЧ), R3=lK-5к (регулировка усиления), Р4=500к-1м (усиление каскада -1+R4/R3), R5=10;
С1=0.1-5мкФ. С2=5мкФ-10мкФ С3=0.1-0.5, С4=100мкФ-500мкФ, С5=().1;
Т1.Т2 - КТЗ 102. КТЗ 107 или КТЗ 15, КТ361, или другие аналогичные парные транзисторы;
А1 - ОУ К140УД8 или аналогичные ОУ, напряжение питания может быть уменьшено до уровня, которое допускают технические условия . Монтаж и настройка.
С помощью резистора R8 устанавливается необходимый коэффициент усиления. СЗ подключаются максимально близко к ОУ. Целесообразно к L1 подключить конденсатор СО. Данный контур необходимо настроить на середину диапазона - 1кГц. L1 выполняется на феррито-вом сердечнике длиной 5-10 см и проницаемостью 2000-4000. L1 содержит 1000-2000 витков провода ПЭВ 0.05-0.07мм.
На рис.7.6.б приведена схема на двух ОУ. Схема во многом аналогична схеме на рис.7.6.а, но в схему введен многополосный регулятор тембра. Это позволяет подобрать оптимальное качество звука даже в
Рис.7.6. Схемы приемников на ОУ для индукционного способа передачи информации:
а - на 1 ОУ, б - на 2 ОУ с НЧ-, СЧ-, ВЧ-регулятором.
Рис.7.7. Схемы приемников для индукционного способа передачи информации на ИС серии 548 :
а - на ИС 548УН1А, б - на ИС 548УНЗА.
условиях повышенного уровня помех. Устройство содержит НЧ-, СЧ, ВЧ-регуляторы тембра.
Элементы для схемы на рис.7.6.6 :
Rl=R2=100K-lM (определю входное сопротивление УНЧ), Р3=1к-5к (регулировка усиления), К4=500к-1м (усиление каскада -1+R4/R3), К5=120к, Кб=43к, R7=12K, Р8=10к, R9=36ic, R10=13K, РП=22к (НЧ), К12=22к (СЧ), Р13=22к (ВЧ), Р14=20к, Р15=20к, Р16=20к, R17=R18=50K-100ic, R19=150ic, R20=10;
С1=0.1-5мкФ, С2=5мкФ-10мкФ, С3=0.1-0.5, С4=0.25, С5=2200, С6=6800, С7=4700, С8=0.25, С9=0.015, С10=300, С11=5мкФ-10мкФ, С12=1мкФ-10мкФ, С13=1мкФ-10мкФ, С14=0.1, С15=100мкФ-500мкФ, С 16=0.1;
Т1.Т2 - КТЗ 102, КТЗ 107 или КТЗ 15, КТ361, или другие аналогичные парные транзисторы;
А1.А2 - ОУ К140УД8 или аналогичные ОУ, напряжение питания может быть уменьшено до уровня, которое допускают технические условия.
Монтаж и настройка.
С помощью резистора R8 устанавливается необходимый коэффициент усиления. СЗ, С 14 подключается максимально близко к ОУ. Целесообразно к L1 подключить конденсатор СО. Данный контур необходимо настроить на середину диапазона - 1кГц. L1 выполняется на ферри-товом сердечнике длиной 5-10 см и проницаемостью 2000-4000, L1 содержит 1000-2000 витков провода ПЭВ 0.05-0.07мм.
На рис.7.7 приведены схемы приемников на ИС серии 548.
Элементы для схемы на рис.7.7.а :
Rl=500-lK (регулировка усиления УНЧ), К2=2.4к, К3=24к-51 к (подстройка усиления), К4=3к-10к, К5=1к-3к, К6=240к. К7=20к-100к (подстройка усиления), R8=10;
С1=0.2-0.47, С2=10мкФ-50мкФ, С3=0.1, С4=4.7мкФ-50мкФ, С5=4.7мкФ-50мкФ. С6=10мкФ-50мкФ, С7=10мкФ-50мкФ, С8=0.1-0.47. С9=100мкФ-500мкФ;
ОУ 1 и 2 - ИС К548УН1А (Б): два малошумящих ОУ в одном корпусе, требующих однополярное питание напряжением 9В-ЗОВ;
Т1. Т2 - КТ315, КТ361 или КТ3102, КТ3107 или аналогичные;
Т - ТМ-2А.
Монтаж и настройка.
С помощью резистора R1 устанавливается необходимый коэффициент усиления. СЗ подключается максимально близко к ОУ. Целесообразно к L1 подключить конденсатор СО. Данный контур необходимо настроить на середину диапазона - 1кГц. L1 выполняется на феррито-вом сердечнике длиной 5-10 см и проницаемостью 2000-4000, L1 содержит 1000-2000 витков провода ПЭВ 0,05-0.07мм.
Элементы для схемы на рис.7.7.6 :
R 1=300-1 к (подстройка чувствительности УНЧ, переменный резистор 1к-2к), К3=24-33к (K=1+R3/R1), R4=47K (регулировка громкости);
С1=0.1-0.3, С2=10мкФ-20мкФ, С3=0.1, С4=4.7мкФ-10мкФ, С5=1мкФ-10мкФ, С7=10мкФ-20мкФ, С11=10мкф, С12=10мкф, С13=0.1;
ОУ 1 и 2 - ИС К548УНЗ, ОУ1 - предварительный усилитель, ОУ2 -усилитель мощности, ИС рассчитана на работу с однополярным питанием напряжением 1.1 В-1.5В ;
Т - телефон сопротивлением не менее 600 ом - 300+300, возможно применение обычного (двухпроводного), но с использованием выходного трансформатора.
Монтаж и настройка.
С помощью резистора R1 устанавливается необходимый коэффициент усиления. СЗ подключается максимально близко к ОУ. Целесообразно к L1 подключить конденсатор СО. Данный контур необходимо настроить на середину диапазона - 1кГц. L1 выполняется на феррито-вом сердечнике длиной 5-10 см и проницаемостью 2000-4000, L1 содержит 1000-2000 витков провода ПЭВ 0.05-0.07мм.
Выходной каскад индукционного передатчика (УНЧ) может быть выполнен на основе схемы генератора тока. Это позволяет исключить ограничивающий резистор и несколько повысить коэффициент полезного действия (КПД).
Представленные примеры устройств индукционной связи рассчитаны
на одностороннюю связь. Однако на этом принципе могут быть созданы варианты
и дуплексной связи. Для этого, конечно, должно быть минимум две пары устройств
- передатчик и приемник.
