8.2.1. Радиочастотный блок

РЧБ представляет собой миниатюрный приемопередатчик в экранированном корпусе, управляемый микроконтроллером основной платы. Структурная схема РЧБ ББ приведена на рис. 8.1. РЧБ принимает с основной платы НЧ-сигнал, преобразует и передает его по радиоканалу в НБ.

Принятый от НБ радиосигнал проходит двойное преобразование частоты. Выделенный звуковой сигнал и служебные данные подаются на основную плату. РЧБ соединяется с основной платой через 14-контактный разъем, назначение контактов которого приведено в табл. 8.1.

Таблица 8.1.

№ конт	Обозначение	Направление	Назначение
1	RXB	к РЧБ	Напряжение питания радиоприемного тракта
2	MOD	к РЧБ	Передаваемый НЧ-сигнал
3	GND	к РЧБ	Общий
4	ТХВ	к РЧБ	Напряжение питания каскадов умножения и усиления радиопередающего тракта
5	RST	к РЧБ	Сигнал сброса синтезатора частот
6	SI	к РЧБ	Данные для программирования синтезатора частот
7	ТХ	к РЧБ	Напряжение питания возбудителя
8	AF	от РЧБ	Принятый звуковой сигнал
9	FLS1	от РЧБ	Сигнал об уровне шумов в канале выше 30 дБ
10	RXD	от РЧБ	Принятые служебные данные
11	СК	к РЧБ	Синхроимпульсы для программирования синтезатора частот
12	FLS2	от РЧБ	Сигнал об уровне шумов в канале выше 20 дБ
13	UNLOCK	от РЧБ	Сигнал состояния синтезатора частот 14 — Не используется

РЧБ содержит следующие элементы:

• полосовые фильтры 814 МГц (F301, F302);

• УРЧ (Q304);

• 1-й смеситель (Q303);

• 1-й гетеродин (Q307);

• удвоитель частоты гетеродина (Q306);

• полосовой фильтр 21,4 МГц (F303, F304);

• усилитель 1-й ПЧ (Q302);

• 2-й смеситель, гетеродин, УПЧ, детектор, УНЧ (IC301);

• ФВЧ, ФНЧ (IC304);

• детектор уровня шумов (IC301, D301, IC302);

• возбудитель (Q309, D305);

• удвоитель частоты возбудителя (Q313);

• УРЧ (Q312);

• УМРЧ(0311);

• синтезатор частоты (IC303);

• буферы (Q305, Q310, Q308);

Рис. 8.1. Структурная схема РЧБ ББ.

Принципиальная схема РЧБ ББ приведена на рис. 8.2. Принятый антенной радиосигнал проходит через входные цепи и фильтруется ПФ F301, ограничивающим диапазон принимаемых частот 814...815 МГц. Далее сигнал усиливается УРЧ на транзисторе Q304, снова фильтруется ПФ F302 и приходит на один из затворов полевого транзистора Q303, на котором собран 1-й смеситель. На второй затвор транзистора подается сигнал гетеродина с буфера на транзисторе Q305.

1-й гетеродин, собранный на транзисторе Q307, управляется цепью ФАПЧ синтезатора частоты. Часть сигнала гетеродина, снимаемого с эмиттера Q307, усиливается буфером на транзисторе Q308 и подается на выв. 16 синтезатора частот IC303. Управляющая импульсная последовательность появляется на выв. 14, IC303. ФНЧ С356, R340, R337, С348, R338, С349, R339, С416 выделяет из нее постоянную составляющую, которая поступает на катод варикапа D304, подстраивая частоту гетеродина. Сигнал гетеродина, снимаемый с коллектора Q307, проходит через удвоитель частоты Q306 и буферный каскад Q305 на смеситель.

Сигнал 1-й ПЧ 21,4 МГц, образующийся в цепи стока Q303, выделяется резонансным контуром L301, С319. Далее сигнал фильтруется двойным ПФ F303, F304, усиливается однокаскадным УПЧ на транзисторе Q302 и подается на вход микросхемы IC301 (выв. 16).

Микросхема IC301 осуществляет второе преобразование частоты, основное усиление и детектирование сигнала 2-й ПЧ. Она содержит смеситель, гетеродин, УПЧ, детектор и УНЧ. К выв.1, IC301 подсоединяется опорный кварцевый резонатор второго гетеродина (20,945 МГц). Сигнал 2-й ПЧ 455 кГц, образованный на выходе смесителя, фильтруется ПФ F305. К выв.8 микросхемы IC301 подсоединяется контур R310, С414, L302 частотно-фазового детектора. Выделенный детектором НЧ-сигнал с выв. 9, IC301 через резистор R309 поступает на микросхему IC304.

Микросхема IC304 содержит два УНЧ. На ее основе реализованы активные фильтры верхних и нижних частот принимаемых звуковых сигналов и служебных данных. Входной НЧ-сигнал, пройдя через ФВЧ с частотой среза 300 Гц (С396, R370, С397, С398, выв.3, 1 IC304), приходит как звуковой сигнал на контакт 8 разъема РЧБ. С выхода ФВЧ этот сигнал проходит через ФНЧ с частотой среза 3 кГц (R378, С402, R377, R376, С412, выв.5, 7, IC304) и приходит как сигнал служебных данных на контакт 10 разъема РЧБ.

НЧ-сигнал, образованный на выходе детектора микросхемы IC301, используется также для оценки уровня шумов в канале. Для этого часть НЧ-сигнала через С303, С310 подается на вход усилителя шумов, собранного на этой же микросхеме (выв.10). Усиленное напряжение шумов снимается с выв.11, IC301. Постоянная составляющая напряжения шумов выделяется детектором D301 и сравнивается компаратором IC302 с уровнем, установленным переменным резистором VR302 (20 дБ). В случае превышения этого уровня на выв.1, IC302 возникает сигнал высокого уровня, поступающий на контакт 9 разъема РЧБ. Этот сигнал используется микроконтроллером основной платы для поиска свободного канала при автоматическом сканировании диапазона.

Возбудитель реализован на транзисторе Q309. В качестве модулятора используется варикап D305, включенный в задающий колебательный контур. Частота генерации возбудителя управляется цепью ФАПЧ синтезатора частоты IC303. Часть сигнала возбудителя, снимаемого с эмиттера Q309, усиливается буферным каскадом на транзисторе Q310 и подается на выв.5, IC303. Управляющая импульсная последовательность появляется на выв.7, IC303. ФНЧ R343, С362, R346, С366, R347, С367 выделяет из нее постоянную составляющую, которая поступает на катод варикапа D305, подстраивая частоту возбудителя.

НЧ-сигнал, который необходимо передать по радиоканалу, приходит с контакта 2 разъема РЧБ на переменный резистор VR303, определяющий коэффициент глубины модуляции. Далее НЧ-сигнал поступает через R387 на анод варикапа D305, модулируя сигнал возбудителя по частоте. Модулированный сигнал с частотой несущей, вдвое меньшей рабочей частоты передатчика, снимается с коллектора Q309. Транзистор Q313, работающий в нелинейном режиме, удваивает частоту передаваемого сигнала. Далее передаваемый радиосигнал усиливается каскадами на транзисторах Q312, Q311, фильтруется ПФ F306, пропускающим только полосу передаваемых частот, и излучается антенной.

Синтезатор частоты IC303 осуществляет настройку трактов РЧБ на один из каналов с помощью двух цепей ФАПЧ. Перестройкой РЧБ на другой канал управляет микроконтроллер IC1 путем передачи необходимых импульсов данных и синхроимпульсов на выв.1, 2, IC303. Низким потенциалом на выв.3 синтезатор сбрасывается в начальное состояние.

8.2.2. Основная плата.

Структурная схема основной платы ББ приведена на рис. 8.3.

Плата содержит следующие элементы:

• схема сопряжения с линией (D1, Т1, IC14);

• схема захвата линии и импульсного набора (Q1, РС1, Q2);

• детектор звонка (РС2);

• DTMF-генератор (IC8);

• схема АРУ и УМ (IС4);

• УНЧ(1С6);

• компандер (IC5),

• детектор служебных данных (1C 10);

• микроконтроллер (IC1);

• ПЗУ ID-кодов (IC9);

• формирователь сигнала сброса (IC2);

• ключи питания (Q6, Q9, Q12);

• схема питания (PS1, Q11, Q13).

Рис. 8.3. Структурная схема основной платы и платы микрофона ББ.

Принципиальная схема основной платы ББ приведена на рис. 8.4. Схема сопряжения с линией согласует параметры телефонной линии с параметрами внутренней схемы ББ. Диодный мост D1 и трансформатор Т1 необходимы для защиты от неправильной полярности подключения к линии и для согласования внутренних сопротивлений линии и схемы ББ. Два УНЧ в составе микросхемы IC14 усиливают звуковые сигналы, приходящие из линии и уходящие в нее.

Схема захвата линии и импульсного набора состоит из управляющего транзистора Q2, оптопары РС1 и ключа Q1. При включении НБ с выв.13 микроконтроллера IC1 на базу транзистора Q2 приходит сигнал высокого уровня. Он открывает Q2, РС1 и Q1, захватывая линию. При импульсном наборе номера микроконтроллер посылает с выв.13 серии импульсов, управляющих ключом Q1. Режим набора номера (импульсный/тональный) выбирается переключателем S1, устанавливающим высокий или низкий потенциал на выв.23, IC1.

DTMF-генератор формирует сигналы тонального набора номера в линию под управлением микроконтроллера IC1. Нужную управляющую комбинацию микроконтроллер выставляет на выв. 29 — 35, соединенных непосредственно с выв. 12 - 15, 4 - 6, IC8. Сформированные тональные сигналы подаются с выв.17, IC8 через IC3, IC14 в линию. Для слухового контроля эти сигналы поступают также I в НБ аналогично другим звуковым сигналам.

Рис. 8.4.1. Принципиальная схема основной платы и платы микрофона ББ.

Рис. 8.4.2. Принципиальная схема основной платы и платы микрофона ББ.

Детектор звонка преобразует вызывное напряжение, приходящее из линии, в последовательность прямоугольных импульсов. Вызывное напряжение, проходя через токоограничительную цепь С1, R1, поступает на оптрон РС2. На его выходе возникают серии импульсов амплитудой около 5В, поступающих на выв 6 микроконтроллера IC1. Прием звонка индицируется светодиодом IN USE на ББ.

Схема АРУ, реализованная на одной части микросхемы IC4, ограничивает уровни речевых сигналов, поступающих из линии или от встроенного микрофона. Цепь детектора напряжения АРУ собрана на элементах С31, D5, R43, С32. Другая часть микросхемы IC4 содержит УМ встроенного динамика, который работает в режиме пейджинга/интеркома.

Микросхема IC6, содержащая два УНЧ, усиливает множество сигналов, которые передаются в НБ по радиоканалу. На вход первого УНЧ (выв.2) приходят речевые сигналы либо из линии, либо от встроенного микрофона в режиме интеркома. С выхода УНЧ (выв.1) эти сигналы поступают на схему АРУ (выв. 15, IC4). На вход второго УНЧ (выв.6) через последовательные RC-цепи приходят речевые сигналы, прошедшие компрессию, сигналы звонка/вызова, тонального и импульсного набора номера, a также служебные данные.

Компандер производит компрессию речевого сигнала, передаваемого в НБ, обратное преобразование принятого от НБ речевого сигнала, а также необходимую фильтрацию принимаемых и передаваемых сигналов.

Детектор служебных данных выделяет из сигнала RXD служебные данные и преобразует их в последовательность прямоугольных импульсов, поступающих на выв. 2, 3 микроконтроллера. Детектор реализован на микросхеме IC10, содержащей два УНЧ. Первый УНЧ (выв.5, 6, 7) работает в качестве компаратора. Опорный уровень создается из питающего напряжения делителем R109, R101, R111 на выв.5. Второй УНЧ используется в качестве буфера.

Ключи питания коммутируют питающие напряжения +6В (Q12) и +5В (Q9, Q6) на возбудитель и на каскады умножения и усиления. Сигналы включения низкого уровня приходят на базы транзисторов с выв.1, 44 микроконтроллера.

Формирователь сигнала сброса генерирует сигнал низкого уровня определенной длительности при подаче питания на ББ. Этот сигнал поступает на выв.51 микроконтроллера, сбрасывая его в исходное состояние.

Микроконтроллер IC1 управляет работой вышеперечисленных схем ББ, а также реализует алгоритм взаимодействия с НБ. При установлении связи с НБ он осуществляет автоматическое сканирование диапазона с целью поиска свободного канала. Для этого используется сигнал, приходящий с контакта 9 разъема РЧБ на выв. 17, 18, IC1. Микроконтроллер обменивается с НБ необходимыми служебными данными и перестраивает РЧБ путем перепрограммирования синтезатора частоты (выв.62 — 64, IC1).

Схема питания вырабатывает необходимые стабилизированные напряжения из входного напряжения +13В, приходящего от сетевого адаптера. В ее состав входят параметрические стабилизаторы на транзисторах Q13 (+9,3 В), Q11 (+6 В) и интегральный стабилизатор PS1 (+6 В).

8.2.3. Плата микрофона

К основной плате подсоединяется небольшая плата микрофона (см. рис. 8.4). На ней размещаются следующие элементы:

• микрофонная схема (Q204, Q205);

• схема индикации (D203, D204);

• клавиша пейджинга/интеркома

Рис. 8.5. Принципиальная схема РЧБ НБ.

Микрофонная схема состоит из микрофонного усилителя на транзисторе Q205 и ключа на транзисторе Q204, подающего питание на микрофон в режиме интеркома. Усиленный речевой сигнал снимается с коллектора Q205, через С204, R222 подается на выв.2 УНЧ IC6 и далее проходит по цепям обработки звука и передается по радиоканалу в НБ. Схема индикации включает светодиоды D203, D204, которые индицируют о наличии питания (POWER) и о режиме работы радиотелефона (IN USE).