DIY無(wú)線電測(cè)向信號(hào)源

無(wú)線電測(cè)向是一項(xiàng)歷史比較悠久的科普競(jìng)技活動(dòng)，過去它在中小學(xué)廣泛開展，目前正逐步向成人方向普及。開展這項(xiàng)活動(dòng)首先要具備測(cè)向機(jī)和信號(hào)源這兩大器材。目前普及型測(cè)向機(jī)套件、成品以及信號(hào)源都可以從網(wǎng)上購(gòu)得。不過作為一個(gè)無(wú)線電愛好者，你只要有興趣，完全可以自己動(dòng)手來(lái)制作這類器材。這里為大家介紹一個(gè) 80米無(wú)線電信號(hào)源的制作。






制作前參閱了各類資料，確定了電路的方案，經(jīng)細(xì)化后形成現(xiàn)在這個(gè)了線路。電路大體上是由晶體振蕩級(jí)、緩沖放大級(jí)、推動(dòng)級(jí)、射頻功放級(jí)和單片機(jī)發(fā)報(bào)控制電路所組成。由3.579M晶體和T1組成的振蕩級(jí)是個(gè)典型的電容三點(diǎn)式振蕩電路，它的輸出頻率完全取決于晶體頻率，所以你不用擔(dān)心頻率會(huì)有什么偏移。之所以選擇3.579MHz頻率晶體，一是因?yàn)檫@個(gè)頻率是在測(cè)向規(guī)定頻率范圍(80米測(cè)向頻率規(guī)定在3.5MHz～3.6MHz之間);二這個(gè)晶體是市場(chǎng)比較容易買到的。T2是個(gè)射極輸出形式的電路，它用來(lái)放大B1輸出的射頻信號(hào)，以便提高驅(qū)動(dòng)T3的能力。T3則是用作射頻功放前的推動(dòng)部分，它的供電端(B2的上端)是受T4控制的，而T4的導(dǎo)通與否又是由光耦521所決定的，但真正的控制源頭還是來(lái)自于單片機(jī)89S52第17腳。單片機(jī)可以根據(jù)測(cè)向信號(hào)所需的節(jié)奏，通過控制T3的供電來(lái)影響射頻的輸出。射頻經(jīng)過T3放大進(jìn)入B2選頻后由次級(jí)輸出。T4是個(gè)典型的丙類放大電路，由于無(wú)信號(hào)時(shí)晶體管處于截至狀態(tài)，因此你不必?fù)?dān)心它靜態(tài)時(shí)的耗電。B4是讀取向外輻射高頻電流用的，它和表頭A配合能使你直觀了解天線向外的輻射情況。之后，射頻進(jìn)入天線，B5是天線的底部電感線圈，它可以使天線和功放獲得合理匹配，使得天線最大限度地向外輻射能量。單片機(jī)內(nèi)部則根據(jù)測(cè)向規(guī)則，寫入了測(cè)向所需的控制信號(hào)。其中1～6腳分別接地后可以選擇發(fā)報(bào)內(nèi)容，它們的內(nèi)容見表一：


單片機(jī)10～15腳用于選擇發(fā)報(bào)定時(shí)周期，它們的工作方式共有六種，詳見表二：



單片機(jī)和發(fā)射部分共用12V電池供電。因?yàn)閾?dān)心射頻會(huì)對(duì)單片機(jī)工作產(chǎn)生干擾，所以對(duì)單片機(jī)所用的5V電源采用帶電感的π型濾波處理的線路，而單片的控制輸出則采用光耦521做電氣隔離。

　　著手制作前應(yīng)先將零件采購(gòu)到位，這樣可以事先知曉器件外形的大小，便于規(guī)劃元件在線路板的站位。因?yàn)橹恢谱?臺(tái)，數(shù)量不多，不再制作專門PCB而是采用萬(wàn)能板搭焊。板子大概100mm×120mm就足夠了，先將大體積元件按電路前后級(jí)走向在線路板上試著布放，小元件圍繞其周圍。單片機(jī)部分應(yīng)遠(yuǎn)離射頻功放部分以防被干擾。當(dāng)器件位置調(diào)整至合理、美觀又符合電氣走向后，最終確定各元件焊接位置。

　　電感制作向來(lái)是讓人頭疼的事情，不過只要你足夠認(rèn)真細(xì)致，你就會(huì)覺得并沒有想象中那么困難。當(dāng)然，在動(dòng)手前最好準(zhǔn)備個(gè)簡(jiǎn)易電感計(jì)，這樣可以對(duì)自制線圈的電感量有個(gè)正確的把握，好在現(xiàn)在有很多廉價(jià)實(shí)用的電感測(cè)試工具，我們就是利用一個(gè)由HAM自己開發(fā)制作的簡(jiǎn)易電感電容表來(lái)測(cè)量線圈電感值。L1、L2、 L2是在一個(gè)3W 1.5M的電阻體上用直徑0.3mm左右的漆包線亂繞120圈左右，漆包線兩端焊在電阻的兩端引線上，它是作為高頻阻流線圈來(lái)使用的。B1和它的諧振電容配合諧振在3.55MHz中心頻率上，以便從振蕩級(jí)取得最大幅度的輸出信號(hào)。當(dāng)該電容取220P時(shí)，根據(jù)公式f=1/√LC，計(jì)算B1的電感量應(yīng)該為 9.12uH. B1線圈可以去家電維修配件店買幾個(gè)3070型10×10電視中周，拆除原線圈只利用它的骨架，初級(jí)用0.3左右漆包線在骨架的四個(gè)槽上同方向各繞7圈共計(jì)28圈，裝回中周磁罩和罩殼，當(dāng)磁芯從罩殼平齊狀態(tài)往外調(diào)時(shí)電感量范圍有12uH～6uH變化，只要覆蓋了理論電感值9.12uH就算符合我們的要求了。B1次級(jí)則在中間2槽同向各繞4圈共8圈。B2的骨架也是采用10×10電視中周，型號(hào)為1445.同理，如果B2和300P的諧振電容配合要求諧振在3.55MHz的話，根據(jù)公式計(jì)算中心電感量應(yīng)該為6.68uH.參照B1做法，B2的初級(jí)是在膠木骨架上用直徑0.2毫米左右的漆包線均勻繞上44 圈，次級(jí)則是在初級(jí)線圈上面繞上10圈。線圈繞完后測(cè)量初級(jí)電感，在磁芯進(jìn)出變化時(shí)，電感量會(huì)在5uH～10uH之間變化就符合我們的期望了。B3使用的骨架是采用開關(guān)電源變壓器上使用的截面為10×12方形膠木骨架，初級(jí)用直徑0.4毫米左右的漆包線均勻繞上32圈，并在8圈數(shù)時(shí)作個(gè)抽頭，測(cè)初級(jí)的電感量應(yīng)為6.8uH左右，次級(jí)則在初級(jí)上面均勻繞上6圈。B4隨便找個(gè)直徑6～10毫米的磁環(huán)次級(jí)用0.4毫米的漆包線繞或單股網(wǎng)線上5圈，初級(jí)則直接讓射頻輸出線穿越通過。B5是個(gè)天線底部加感線圈采用和B3相同的骨架，用0.4毫米漆包線繞在上面，第一個(gè)抽頭為35圈，以后每繞15圈做個(gè)抽頭，共計(jì)90 圈，在骨架芯中用熱膠粘入一個(gè)直徑6毫米長(zhǎng)10毫米的磁芯以增加它的電感量，B5和一種12檔的旋轉(zhuǎn)切換開關(guān)配合用來(lái)選擇和天線最佳搭配的電感量。業(yè)余條件下線圈的制作可以不拘骨架形式和線徑規(guī)格，只要大概符合要求就行，但諧振回路的電感量則需要精確控制的，如果電感量不符合要求，可以自行通過增減線圈的圈數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)。

　　電路的裝配完畢即可進(jìn)行調(diào)試，通電前先不接天線，在高頻輸出端B3次級(jí)和地之間接上一個(gè)3瓦、50歐姆電阻作假負(fù)載，通電后用示波器觀測(cè)50歐姆電阻兩端電壓，先后調(diào)B1和B2磁芯，以及B3的5/20微調(diào)電容，使得示波器顯示的射頻幅度最大即可。一般這個(gè)最高電壓的幅度在32V左右。連續(xù)發(fā)射時(shí)，最大工作電流為350mA～400mA左右。

　　信號(hào)源裝入一個(gè)110(寬)×160(高)×70(厚)自制的鐵殼中，面板上布置有場(chǎng)強(qiáng)表、電源開關(guān)、定時(shí)模式選擇、MOS模式選擇、單片機(jī)復(fù)位按鈕、啟動(dòng)按鈕以及電源指示燈和工作指示燈，機(jī)殼的頂部的左右兩側(cè)分別是天線和地線插孔，中間則是安裝天線調(diào)感線圈選擇開關(guān)。

　　天線是一端約3米長(zhǎng)的軟線通過插頭和信號(hào)源連接，不過也可以稍許麻煩點(diǎn)做個(gè)中部加感的天線，加感的電感可以用0.4左右漆包線在一段直徑12毫米塑料棒上繞上大約100圈，加感線圈放在天線的中部。經(jīng)對(duì)比試用，中部加感天線比底部加感的天線場(chǎng)強(qiáng)有很大提高。所有制作完成后，把信號(hào)源放在一片樹林里，整機(jī)用一個(gè)12V、4.5AH的免維護(hù)電瓶供電，可以連續(xù)工作5個(gè)小時(shí)以上。在距離信號(hào)源3公里的地方可以清晰地收到它發(fā)出的信號(hào)。