11.2.1. Радиочастотный блок

РЧБ представляет собой миниатюрный приемопередатчик в экранированном корпусе, управляемый микроконтроллером основной платы. Структурная схема РЧБ ББ приведена на рис. 11.1. РЧБ принимает с основной платы НЧ-сигнал, преобразует и передает его по радиоканалу в НБ. Принятый от НБ радиосигнал проходит первое преобразование частоты. Особенностью данного РЧБ является отсутствие в его составе второго преобразователя частоты. На выходе РЧБ образуется 1-я ПЧ 21,4 МГц. Второе преобразование частоты и детектирование производятся на основной плате.

РЧБ соединяется с основной платой через 10-контактный разъем, назначение контактов которого приведено в таблице 11.1.

Таблица 11.1.

№ конт.	Обозначение	Направление сигнала	Назначение
1	IF	от РЧБ	Сигнал 1-й ПЧ 21, 4 МГц
2	GND	к РЧБ	Общий
3	VRX	к РЧБ	Напряжение питания радиоприемного тракта
4	VTXP	к РЧБ	Напряжение питания выходного каскада усилителя мощности радиопередающего тракта
5	VTX	к РЧБ	Напряжение питания возбудителя и буферного каскада
6	MOD	к РЧБ	Передаваемый НЧ-сигнал
7	RST	к РЧБ	Сигнал сброса синтезатора частот
8	SI	к РЧБ	Данные для программирования синтезатора частот
9	CPS	к РЧБ	Синхроимпульсы для программирования синтезатора
10	LD	от РЧБ	Сигнал состояния синтезатора частот

 

РЧБ содержит следующие элементы:

• полосовой фильтр 926 МГц (F204);

• УРЧ (Q206, Q205);

• 1-й смеситель и синтезатор частот (IC201);.

• 1-й гетеродин (Q209, Q210);

• полосовой фильтр 21,4 МГц (L203, L204, С219, F201);

• усилитель 1-й ПЧ (О201, Q202);

• возбудитель (Q207, Q208);

• УРЧ (Ю202);

• УМРЧ (Q204);

• полосовой фильтр 902 МГц (F203).

Рис. 11.1. Структурная схема РЧБ ББ.

Принципиальная схема РЧБ ББ приведена на рис. 11.2. Принятый антенной радиосигнал проходит через L211 и фильтруется ПФ L209, С237, F204, ограничивающим диапазон принимаемых частот 2...903 МГц. Далее сигнал усиливается двухкаскадным УРЧ на транзисторах Q206, Q205 и приходит на 1-й смеситель, находящийся в составе IC201 (выв.23).

1-й гетеродин, собранный на транзисторах Q209, Q210, управляется цепью ФАПЧ синтезатора частот. Сигнал гетеродина с коллектора Q209 через С227 подается на выв.21, IC201. Управляющая импульсная последовательность появляется на выв.18, IC201. ФНЧ С249, R230, С250, R231, С251, R232, D252 выделяет из нее постоянную составляющую, которая поступает на катод варикапа D202, подстраивая частоту гетеродина.

Сигнал 1-й ПЧ 21,4 МГц, образующийся на выв.13, IC201, выделяется резонансным контуром L203, L204, С219. Далее сигнал фильтруется ПФ F201, усиливается двухкаскадным УПЧ на транзисторах Q202, Q201 и проходит на контакт 7 разъема РЧБ.

Возбудитель реализован на транзисторах Q207, Q208 по схеме, аналогичной 1-му гетеродину. В качестве модулятора используется варикап D201, включенный в задающий колебательный контур L201, C206, С204, VC202. НЧ-сигнал, который необходимо передать по радиоканалу, приходит с контакта 6 разъема РЧБ. Он подается через R201 на анод варикапа D201, модулируя сигнал возбудителя по частоте.

Рис. 11.2.1. Принципиальная схема РЧБ: а — ББ.

Рис. 11.2.2. Принципиальная схема РЧБ: б — НБ.

Модулированный ВЧ-сигнал снимается с коллектора Q208, проходит через буферный УРЧ (выв. 1,4 IC202), усиливайся УМРЧ на транзисторе Q204, фильтруется ПФ F203 и передается в антенну.

Частота генерации возбудителя управляется второй цепью ФАПЧ синтезатора частот. Часть ВЧ-сигнала, снимаемого с выв. 4, IC202, подается на выв. 4, IC201. Управляющая импульсная последовательность появляется на выв. 7, IC201. ФНЧ С212, R207, R206, С211, R205, С210 выделяет из нее постоянную составляющую, которая поступает на катод варикапа D201, подстраивая частоту возбудителя.

Синтезатор частот, входящий в состав микросхемы IC201, осуществляет настройку на один из каналов с помощью двух цепей ФАПЧ. Перестройкой РЧБ на другой канал управляет микроконтроллер С4 путем передачи необходимых импульсов данных и синхроимпульсов на выв.16, 15, IC201.

11.2.2. Основная плата

Структурная схема основной платы ББ приведена на рис. 11.3. Плата содержит следующие элементы:

• схема сопряжения с линией (D1, Т1, IC2);

• элементы блокировки линии (Q12, Q14);

• схема захвата линии и импульсного набора (Q1, РС2, Q10);

• детектор звонка (РС1);

• многофункциональная микросхема обработки сигналов (IC3);

• УНЧ (О22);

• ключи питания (Q20, Q21);

• детектор положения трубки (Q16);

• передатчик ID-кода (Q17);

• детектор заряда (Q18);

• ключ заряда (Q19);

• формирователь сигналов наличия питания и сброса (IC5);

• микроконтроллер (IC4);

• схема индикации (D10, D11);

• схема питания (Q11, IC1).

Рис. 11.3. Структурная схема основной платы ББ.

Принципиальная схема основной платы ББ приведена на рис. 11.4. Схема сопряжения с линией согласует параметры линии с параметрами внутренней схемы радиотелефона. Диодный мост D1 и трансформатор Т1 необходимы для защиты от неправильной полярности подключения к телефонной линии и для согласования внутренних сопротивлений телефонной линии и схемы радиотелефона. Два УНЧ в составе микросхемы IC2 усиливают звуковые сигналы, приходящие из телефонной линии и уходящие в нее.

Рис. 11.4.1. Принципиальная схема основной платы ББ.

Рис. 11.4.2. Принципиальная схема основной платы ББ.

Схема захвата линии и импульсного набора состоит из управляющего транзистора Q1, оптопары РС2 и ключа Q10. При включении НБ с выв.3 микроконтроллера IC4 на базу транзистора Q10 приходит сигнал высокого уровня. Он открывает Q10, РС1 и Q1, захватывая линию. При импульсном наборе номера микроконтроллер посылает с выв.3 серии импульсов, управляющих ключом Q1.

Детектор звонка преобразует вызывное напряжение, приходящее из телефонной линии, в последовательность прямоугольных импульсов. Вызывное напряжение, проходя через токоограничительную цепь С1, R1 поступает на оптрон РС1. На его выходе возникают серии импульсов амплитудой около 5В, поступающих на выв. 9 микроконтроллера IC4.

Многофункциональная микросхема IC3 предназначена для обработки звуковых сигналов и служебных данных, передаваемых в РЧБ и принимаемых от него. Она содержит усилители, фильтры, компрессор, экспандер, ограничитель и детектор шумов.

Звуковой сигнал из телефонной линии, пройдя через IC2, приходит на вход УНЧ с АРУ (выв.9, 11, IC3). Далее сигнал поступает через С45, R62 на вход ограничителя (выв.13,15). Сюда же приходят через RC-цепи звуковые сигналы звонка (выв.52, С48, R67), контроля тонального набора (выв. 62, R90, R66, С47) и контроля импульсного набора (выв.3, С98, С80, R98). Далее сигналы проходят через компрессор (выв.18, 20), ФВЧ и ФНЧ (выв. 21, 24) и через VR4 поступают на контакт 6 разъема РЧБ. Служебные данные от микроконтроллера (выв.17, 18, 19 IC4) приходят на вход ФВЧ (выв. 25, IC3) и далее проходят подобно звуковым сигналам.

Сигнал 1-й ПЧ 21,4 МГц от РЧБ приходит на вход смесителя (выв. 47, IC3), который преобразует его в сигнал 2-й ПЧ 455 кГц (выв. 43). К выв.44, IC3 подсоединяется опорный кварцевый резонатор ХЗ гетеродина. Далее сигнал 2-й ПЧ проходит через ПФ F1, УПЧ (выв.41, IC3) и детектор. НЧ-сигнал, который может содержать как звуковые сигналы так и служебные данные, появляется на выв. 56, IC3 и усиливается УНЧ на транзисторе Q22.

С коллектора Q22 звуковой сигнал проходит через ФВЧ и ФНЧ с частотами среза 100 Гц и 4 кГц (выв.36, 34, IC3), экспандер (выв.33, 30), УНЧ (выв.29, 28) и далее через IC2 уходит в телефонную линию. Служебные данные в микросхеме IC3 проходят через отдельный ФНЧ (выв.5), УНЧ (выв.4, 3) и в виде последовательности прямоугольных импульсов уходят к микроконтроллеру (выв. 27 IC4).

С выхода Q22 часть сигнала поступает на схему определения уровня шумов в составе IC3 (выв.55). Она включает фильтр шумов, два детектора и два компаратора. При превышении уровней 20 и 30 дБ мкВ/м на выв.48, 50, IC3 формируются сигналы высокого уровня. Сигнал на выв.50 формируется при выходе из зоны уверенного приема. Этот сигнал принимается микроконтроллером (выв. 26, IC4), который передает на динамик НБ характерный звуковой сигнал. Сигнал на выв.48 используется микроконтроллером для поиска свободного канала при автоматическом сканировании диапазона.

Ключи питания коммутируют питающее напряжение +4В на возбудитель и на каскады усиления радиочастоты. Сигналы включения низкого уровня приходят на базы транзисторов Q21, Q20 с выв.29, 30 микроконтроллера.

Детектор положения трубки вырабатывает для микроконтроллера сигнал об опускании НБ на ББ. Когда НБ лежит на ББ, ток заряда аккумулятора НБ протекает через резистор R25, создавая на нем падение напряжения. Транзистор Q16 открывается, закрывая D6 и устанавливая высокий потенциал на выв.13 IC4. Заряд аккумулятора НБ индицируется светодиодом D11 (выв.54, IC4 — низкий потенциал). Кроме того, в момент опускания НБ микроконтроллер ББ меняет ID-код и передает необходимые служебные данные с выв.20 через R30, Q17, L7 и клемму "С" в НБ. По этой же цепи микроконтроллер передает служебные данные звонка при поступлении звонка из линии, если НБ лежит на ББ.

Детектор и ключ заряда дополнительного аккумулятора обеспечивают необходимый режим заряда. При установке аккумулятора на отрицательной зарядной клемме появляется положительное напряжение, открывающее транзистор Q18. Сигнал низкого уровня с его коллектора поступает на выв. 14, IC4, сигнализируя о наличии аккумулятора. Микроконтроллер высоким уровнем сигнала на выв. 35 открывает транзистор Q19, обеспечивая необходимый ток заряда, протекающий через R206, R305, R304, D14, контакты аккумулятора, R35, R36, Q19. По истечении 15 часов микроконтроллер снимает сигнал с выв. 35, Q19 закрывается и заряд номинальным током прекращается. Резисторы R33, R34 обеспечивают минимальный ток, необходимый для поддержания аккумулятора в заряженном состоянии.

При подаче питания на ББ формирователь сигналов наличия питания и сброса вырабатывает сигнал POW DOWN высокого уровня на выв. 2, IC5 и импульсный сигнал RESET низкого уровня на выв. 5, IC5. Сигнал сброса длительностью 20 мкс. поступает на выв. 63 микроконтроллера, сбрасывая его в исходное состояние.

Микроконтроллер IC4 управляет работой вышеперечисленных схем ББ, а также реализует алгоритм связи с НБ. При установлении связи с НБ микроконтроллер осуществляет автоматическое сканирование диапазона с целью поиска свободного канала. Если текущий канал занят, то микроконтроллер обменивается с НБ необходимыми служебными данными и перестраивает РЧБ на другой канал путем перепрограммирования синтезатора частот (выв.49, 50, IC4).

Схема питания вырабатывает необходимые стабилизированные напряжения из входного напряжения +14В, приходящего от сетевого адаптера. В ее состав входит параметрический стабилизатор на транзисторе Q11 (+11В) и интегральный стабилизатор IC1 (+6В).