Эксперементальный видеопередатчик на 430 МГц.

Предисловие

Этой весной что-то неладное стало твориться с нашим подъездным домофоном и находясь в состоянии «предчувствия его ремонта» я вспомнил о своем давнем желании поставить в него камеру. И в связи с этим у меня стал вопрос — как передать изображение до квартиры? Тянуть провода — не очень хочется. Можно конечно купить беспроводную китайскую камеру на 1,2 или 2,4 ГГц, но тогда сигнал смогут смотреть только я и те люди, которые купят приемники, а они достаточно дороги и отдельно от камер их не продают. Можно конечно купить один приемник, а по остальным «абонентам» развести изображение кабелем, но и в этом варианте есть свои проблемы…

И тогда мне в голову пришла идея создать маломощный видеопередатчик, к тому же опыт создания подобных устройств у меня уже был. Воодушевленный этой идеей, я стал изучать данную тематику в Интернете надеясь найти схему чего-то простого и универсального пока не наткнулся на сайт www.vrtp.ru и конкретно тему форума посвященной передатчику на 430 МГц (59 канал). Автор под ником «CyLLlKA» разработал небольшой передатчик на ПАВ-резонаторе. ВЧ часть этой схемы я взял за основу, так как в форуме достаточно людей повторили ее с положительными результатами. CyLLlKA и остальные ребята (особенно «михалыч2» 🙂 проделали огромную работу по отладке приведенной схемы. За что им ОГРОМНЫЙ РЕСПЕКТ!

Схема видеопередатчика

Единственное, что я решил изменить в этой схеме — это усилитель-модулятор. Так как по опыту знаю, что такие усилители-модуляторы очень «капризны», чувствительны к входному сопротивлению и уровню входного сигнала, а также коэффициенту усиления транзисторов.И поэтому я использовал схему амплитудного модулятора, опубликованную в сборнике «Энциклопедия электронных схем» Графа и Шиитса которую уже собирал и имел опыт ее настройки. Вот что у меня получилось:

Схема экспериментального видеопередатчика 430 МГц.

Небольшое теоретическое отступление…

Возможно, среди читателей этой статьи, найдутся люди захотят повторить ту схему. Хочу сразу предупредить — разработка и и сборка высокочастотных устройств является достаточно сложной вещью и требуют некоторого опыта и понимания происходящих процессов. На высоких частотах любой миллиметр токопроводящей дорожки на печатной плате или вывод радиоэлемента является индуктивностью, образуются множество «паразитных» связей между элементами устройства и т.п. Такое высокочастотное устройство, собранное и успешно работающее у одного разработчика, может вообще не запуститься у другого и причин для этого может быть очень много. Поэтому, чтобы «… не было мучительно больно за бесцельно потраченное время и материалы» — старайтесь соблюдать базовые правила создания ВЧ-устройств. Эти правила я перечислять не буду (я сам не большой их знаток), но прочитать о них можно в книгах — бесценных источниках знаний.Одной из лучших книг на эту тему я до сих пор считаю «Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике» Э.Реда. Оно у меня старенькое, еще 1990 года выпуска, но в нем содержится множество полезных советов для разработчиков высокочастотных устройств. Если я вас еще не напугал и желание открыть пиратскую видеостудию давно будоражит вашу кровь — ТОГДА ПОЕХАЛИ!

Какие детали и инструменты нужны

Видеопередатчик я решил собрать на SMD-компонентах, так как мне нравится с ними работать и они идеально подходят для ВЧ-устройств. Их можно купить в магазине или выпаять со старых плат. Хорошим источником деталей являются платы от старых автомобильных телефонов различных стандартов (NMT-450, GSM) Motorolla, Bosch, Siemens и им подобным. Это ценный источник высококачественных индуктивностей, ВЧ-транзисторов, кварцев и прочей мелочевки. Итак, для сборки устройства Вам понадобятся:

• Паяльник с тонким жалом и регулируемой температурой, нейтральный флюс, припой толщиной 0,25 мм, мягкая, тонкая кисточка для нанесения флюса;
• Фольгированный стеклотекстолит толщиной 1 мм (0,8 мм, 0,5 мм), хлорное железо для травления;
• Скальпель, пинцет, кусачки;
• Лупа (по необходимости);
• Справочник по маркировке SMD-компонентов;
• ВЧ-транзисторы: BFR93A, 2SC3357(56), BFG135 или близкие по параметрам аналоги;
• НЧ-транзисторы: BC847 (BCW60, другие аналогичные), BC327 или аналогичный pnp, BCP56;
• SMD-резисторы (1206);
• SMD-конденсаторы (0805);
• ПАВ-резонатор 420-450 МГц (0604 или в любом другом корпусе);
• Эмалированный провод диаметром 0,3-0,35 мм.;
• Подстроечные резисторы 1 kOm, маленькие;
• Стабилизированный источник питания 6V;
• Тестер;
• ВЧ-приемник, радиостанция;
• Осциллограф, частотомер — я не использовал;
• Пиво, кофе и бутерброды — в зависимости от затраченного времени!

Изготовление печатной платы

Печатная плата — основа любого электронного устройства. Я изготавливаю платы по лазерно-утюжной технологии (ЛУТ). Описание этой технологии есть в Интернете. Можно сказать, что эта технология изменила мир радиолюбительства. Теперь за один вечер стало возможным изготовление достаточно сложных печатных плат в домашних условиях. Вкратце расскажу об основных моментах этой технологии. Разрабатываем печатную плату где угодно — при помощи специальных программ или векторных редакторов. Я, например, пользуюсь программой Visio (рисунок платы в формате Visio). Полученное изображение проводников на печатной плате, подвергается зеркальному отображению и распечатывается на лазерном принтере на глянцевой (мелованной) бумаге (журналы).

Подготавливаем фольгированный стеклотекстолит — зачищаем мелкой наждачной бумагой и обезжириваем спиртом или ацетоном. На подготовленный текстолит накладываем напечатанное изображение печатной платы — тонером к медной фольге и весь этот «бутерброд» накрываем несколькими листками ( старой газеты 5-7 слоев). Я использую для этого процесса старую книгу в мягкой обложке — просто вкладываю плату с трафаретом вовнутрь. Разогреваем утюг по максимуму и проглаживаем наш «бутерброд» нажимая достаточно сильно! Я делаю 2-3 подхода по 15-20 сек. После первого подхода необходимо проконтролировать положение трафарета на фольге — он не должен сползти… В ходе этой процедуры тонер расплавляется и переносится с поверхности бумаги на медную фольгу. А благодаря тому, что тонер не растворяется в воде — мы и можем использовать этот процесс для изготовления плат.

После того как плата остыла помещаем ее в емкость с теплой водой на 15 минут. В результате этого действия бумага размокает, и мы ее можем аккуратно скатать пальцами. На плате остаются только переведенные дорожки. Плата готова к травлению. Травим в горячем насыщенном растворе хлорного железа, чтобы минимально сократить время травления. Промываем плату в проточной воде и стираем тонер ацетоном — плата готова к лужению.

В принципе, качественное лужение печатных плат для высокочастотной схемотехники возможно только химическими методами или погружением в расплав с последующим «сдуванием» остатков припоя. Но, если делать это аккуратно и не спешить, то и дома можно это сделать качественно. Понадобятся паяльник, хороший флюс (нейтральный) и припой диаметром 0,25 мм. Покрываем плату флюсом и прогревая дорожки жалом паяльника начинаем их лужение, используя минимальное количество припоя. «Толстый» припой для таких маленьких плат — не очень подходит. Быстро появляются излишки припоя на плате. А попытки их убрать обычно приводят к перегреву и отслаиванию дорожек.

Я обычно сразу изготавливаю 2-3 платы, особенно если они маленькие и вам это настоятельно рекомендую. Даже если одна плата повредится при травлении или лужении (такое иногда бывает), то всегда будет «стратегический» резерв.

Монтаж устройства

В монтаже SMD-элементов ничего сложного нет. Есть несколько способов их пайки. Я обычно пользуюсь следующим: помещаю элемент на печатную плату, придерживая элемент пинцетом, наношу на его контакты тонкой, мягкой кистью флюс. После этого прогреваю один конец, и он припаивается к плате за счет припоя лужения. После этого при необходимости подравниваю элемент и затем его уже припаиваю с использованием тонкого припоя.

Плата была разработана под многооборотные переменные резисторы Мурата (синие), но в процессе монтажа нашел пару более мелких «подстроечников». Пришлось делать перемычку и подрезать плату.

После завершения монтажа элементов, плата промывается мягкой кистью в теплой воде с Fairy или чем-то подобным. В итоге должно получиться устройство, как на фотографии приведенной ниже или нечто похожее.

Настройка передатчика

Настройка устройства состоит из двух этапов. На первом этапе необходимо убедится что заработал ВЧ-генератор и на выходе устройства есть «хорошая» несущая частота. Для этого подаем питание на эмиттер транзистора BCP56 и пытаемся принять несущую частоту (у меня она 433,440 МГц) на приемник или телевизор в режиме поиска каналов. Обычно немодулированная несущая частота «отображается» на телевизоре черным экраном (не рябью). Для настройки я использовал портативную радиостанцию Yaesu VX-6 — для контроля несущей частоты в режиме АМ и параллельно с этим принимал сигнал на Icom IC-R3 в режиме NTSC.

После того как заработала ВЧ-часть устройства я приступил к отладке модулятора и подал на него сигнал с ДВД-проигрывателя. Матвей смотрел мультики и я воспользовался Лунтиком для отладки устройства. Чтобы подобрать рабочую точку транзистора BC327 пришлось поставить в его базовую цепь переменный резистор на 1 К и зашунтировать его конденсатором. После этого модулятор заработал и на выходе устройства появилась модулированная по амплитуде частота.

Ток потребляемый устройством — 160-180мА. Качество видеосигнала — как по проводам. Переменные резисторы в видеомодуляторе позволяют его настроить практически по всем параметрам (уровень, линейность и глубина модуляции). Мощность сигнала (апроксимированная по волномеру, ориентировочно 100-150 мВт). На IC-R3 сигнал принимается во дворе, при длине антенны передатчика — 10 см.

Гнатив Василий.

Март, 2009.