схема s метра

Подавляющее большинство простых и дешевых автомобильных радиостанций, к которым относятся, например, "ALAN-100+", "S-mini", не имеют встроенного S-метра. При работе с этими станциями невозможно объективно оценить силу сигнала корреспондента. Поэтому многие владельцы рано или поздно приходят к необходимости установить на своей радиостанции S-метр.

Простое решение проблемы S-метра — это установка шкалы для резистора порогового шумопода-вителя, как это было описано в статье "Простые доработки радиостанций Си-Би диапазона" ("Радио", 1997, ╧ 4, с. 72,73). Однако при этом возникнет неудобство при пользовании, поэтому предпочтительнее все-таки встроить стрелочный или светодиодный шкальный S-метр. Но здесь вы неизбежно столкнетесь с трудностью установки прибора на передней панели радиостанции. Есть ли другое решение этой проблемы? На мой взгляд — есть. Индикаторы можно разместить в корпусе сетевого блока питания, который, как правило, используется при эксплуатации станции в стационарных условиях, или где-то на приборном щитке либо рядом с ним.

В радиостанции "ALAN-100+" и аналогичных ей есть AM детектор на диоде, к которому можно непосредственно подключить стрелочный S-метр на основе микроамперметра. Но рекомендую этого не делать, так как может нарушиться нормальная работа AM детектора. Уж лучше включить его через буферный каскад, как описано в упомянутой выше статье.

И все-таки правильнее всего установить дополнительный детектор, как показано на рис. 1. Чтобы уменьшить его влияние на AM детектор приемника радиостанции, диод включен противоположно, т. е. с него снимается положительное напряжение. Кон-денсатор С1 необходим для фильтрации напряжения ПЧ, а резистором R1 производят градуировку шкалы прибора. Испытания показали, что в доработанной таким об-разом радиостанции возможна достоверная индикация входного уровня сигнала до величины S9+40 дБ, поэтому это значение и было выбрано максимальным для шкалы S-метра.

Автор применил малогабаритный микроамперметр М4247 с током полного отклонения 100 мкА и сопротивлением 3 кОм. Связь показаний микроамперметра и уровня входного сигнала в баллах показана на рис. 2 (кривая а). Видно, что шкала получается нелинейной, да к тому же и используется только на две трети, так как уровню S1 соответствуют показания 32 мкА. Если последовательно с микроамперметром РА1 включить диод VD2 (показан пунктиром), такой же, как VD1, то шкала станет более удобной. Зависимость для этого случая показана на рис. 2 (кривая б). Возможно, и при установке дополнительного диода шкала будет использоваться не полностью, тогда нужно установить еще один диод, такой же, или германиевый, например Д9.

Налаживание S-метра сводится к установке стрелки прибора на конечную отметку шкалы при подаче на вход радиостанции сигнала с максимальным индицируемым уровнем. Затем проводят калибровку шкалы по сигналам эталонного ВЧ генератора. Диод VD1 и конденсатор О надо припаять методом навесного монтажа непосредственно к плате радиостанции со стороны печатных проводников. Подстроечный резистор R1 и микроамперметр РА1 можно разместить в корпусе блока питания. Соединение между радиостанцией и блоком надо производить только экранированным проводом.

В S-метре допустимо приме-нить практически любой микроамперметр с током полного отклонения 100...200 мкА. Для использования дома и в автомобиле можно сделать два аналогичных S-метра, при этом в радиостанции размещают диод VD1 (в случае необходимо сти и VD2), конденсатор О, а подстроенный резистор R1 устанавливают рядом с микроамперметром. На задней панели радиостанции надо установить малогабаритный разъем, например от малогабаритных телефонов, где есть уже готовое отверстие. Микроамперметр, установленный в автомобиле, кроме основной функции, может выполнять и другие: измерение напряжения, зарядного тока и т. д.

При установке S-метра в автомобиле следует учитывать, что не все стрелочные измерительные приборы могут выдерживать вибрацию и тряску, к тому же считывать с них показания на ходу автомобиля не всегда удобно. В этом случае более надежным и удобным будет светодиодный шкальный S-метр. Сделать его проще всего на основе специализированной микросхемы, такой как A277D, или ее полного отечественного аналога К1003ПП1. Схема такого S-метра показана на рис. 3.

Устройство обеспечивает индикацию 12-ти уровней входного сигнала от S1 до S9+40 дБ в виде непрерывной горизонтальной или вертикальной шкалы из светодиодов. Число горящих светодиодов пропорционально уровню входного сигнала.

Для такого S-метра на плате радиостанции необходимо установить дополнительный детектор на диоде VD1 и фильтр R1C1, как это было описано применительно к стрелочному варианту. При этом постоянная времени цепи R1C1 выбрана достаточно большой, что-бы усреднить показания, особенно при приеме AM сигналов.

Для нормальной работы микросхемы на ее выводы 3 и 16 необходимо подавать стабильное опорное напряжение. В случае использования радиостанции в стационарном варианте и при питании от стабилизированного блока, это напряжение поступает непосредственно с вывода питания через резистивные делители R2R5 и R3R6. При использовании в автомобиле питающее напряжение от аккумулятора будет нестабильным, поэтому правые (по схеме) выводы резисторов R5 и R6 надо подключить к шине питания приемника радиостанции (эмиттер транзистора 017), а сами резисторы R5 и R6 должны иметь сопротивление 5,1 кОм.

S-метр работает следующим образом. При уровне сигнала на входе приемника в один балл загорается светодиод HL1. По мере увеличения сигнала до уровня S9+40 дБ последовательно загораются все остальные светодиоды, т. е. высвечивается весь столбик. Такая шкала может быть гораздо удобнее для быстрого считывания показаний, особенно если применить светодиоды различного цвета свечения.

Все детали S-метра, кроме VD1, R1 и С1, размещаются на печатной плате, эскиз которой показан на рис. 4. Микросхему и резисторы устанавливают со стороны печатных проводников, а светодиоды — с противоположной. В устройстве лучше использовать прямоугольные светодиоды в пластмассовом корпусе, например, серий КИПМО1 и КИПМ02 с буквенными индексами А, Б (красные), и В, Г, Д (зеленые). Применимы и аналогичные по конструкции импортные светодиоды, необходимо только, чтобы их рабочее напряжение не превышало 2...2,5 В. Если использовать светодиоды в круглом корпусе, как в пластмассовом серии АЛ307, так и в металлическом серии АЛ341, то внешний вид шкалы будет хуже. Подстроечные резисторы R2 и R3 — СПЗ - 19, постоянные — млт.

Если излучаюшая площадь све-тодиодов имеет небольшие размеры, то цифровые обозначения наносят на передней панели рядом со светодиодами, если же эта площадь не менее 5X5 мм, то цифровые обозначения наносят непосредственно на них. например черной краской. Как отмечено ранее, удобно применить светодиоды разного цвета свечения, например до уровня S8 включительно — зеленые, а с S9 и выше — поочередно красного и зеленого цвета. Таких вариантов много и поэтому радиолюбитель может выбрать их по своему усмотрению. Но предварительно нужно провести калибровку шкалы.

Калибровку проводят так. Параллельно конденсатору С1 подключают вольтметр постоянного тока, желательно с входным сопротивлением не менее нескольких сотен килоом, и подавая на вход сигналы от уровня S1 до уровня S9 + 40 дБ, измеряют величину постоянного напряжения. Делать это надо в середине частотного диапазона (18 - 20 каналы). Затем резистором R2 устанавливают напряжение на выводе 16 микросхемы DD1, равное приблизительно минимальному измеренному, а резистором R3 на выводе 3 — максимальному измеренному. Потом на вход подают уровень сигнала S1 и резистором R2 добиваются загорания светодиода HL1, а подав уровень S9 + 40 резистором R3 добиваются загорания HL12. Последний этап настройки следует повторить 2 - 3 раза и после этого снять зависимость между числом горящих светодиодов N и уровнем входного сигнала. После этого можно по своему усмотрению определить цвет того или иного светодиода.

Полученная зависимость показана на рис. 5 (кривая а). В принципе ее уже можно было бы с успехом использовать, но все-таки, по мнению автора, она не очень удобна из-за некоторой неравномерности. Поэтому была предпринята попытка сделать щкалу более равномерной и упростить при этом устройство. Следует заметить, что для другого экземпляра или типа радиостанции зависимость может получиться другой, поэтому не стоит торопиться и сразу делать описанный ниже вариант.

В этом варианте в качестве сигнала, поступающего на вход микросхемы, было выбрано постоянное напряжение с выхода детектора системы порогового шумоподавления, а именно с коллектора транзистора Q7. Измерения показали, что при изменении уровня сигнала от SI до S9 + 40 дБ это напряжение меняется от 3,4 до 1,6 В, т. е. при увеличении входного сигнала напряжение уменьшается. Так как стандартное включение микросхемы позволяет индицировать только увеличивающееся положительное напряжение, то пришлось разработать нестандартную схему, в которой измеряемое напряжение поступает на входы, предназначенные для подачи опорного напряжения, а опорное — на вход для подачи измеряемого. Это позволило заставить работать микросхему "наоборот" — при уменьшении входного положительного напряжения число горящих светодиодов увеличивается. Фрагмент измененной принципиальной схемы показан на рис. 6. Видно, что устройство упростилось, так как отпала необходимость в установке дополнительного диодного детектора на плате радиостанции.

Градуировку шкалы проводят аналогичным образом, т. е. при изменении уровня входного сигнала от S1 до S9 + 40 дБ измеряют постоянное напряжение на коллекторе транзистора Q7. Резистором R1 устанавливают на выводе 17 DD1 напряжение, равное минимальному измеренному. Затем на вход радиостанции подают уровень S1 и резистором R3 добиваются загорания первого светодиода, а подав уровень S9 + 40 дБ, резистором R1 добиваются загорания последнего светодиода.

Все калибровочные работы надо проводить аккуратно и повторить несколько раз, после чего уже снять зависимость между уровнем входного сигнала и числом горящих светодиодов. У автора получилась зависимость, показанная на рис. 5 (кривая б). В заключение можно подобрать цвет свечения конкретных светодиодов.

Особенностью последнего варианта является то, что в режиме передачи ("ТХ") будут гореть все светодиоды шкалы. Если это окажется ненужным или радиостанция будет эксплуатироваться в автомобиле, то правый по схеме вывод резистора R1 надо подключить к выводу питания приемника радиостанции, как говорилось ранее, применив резистор сопротиале-нием 5,1 кОм.

Соединение светодиодного S-метра с радиостанцией надо производить экранированным проводом. Устройство потребляет около 9 мА при негорящих свстодиодах и 60 мА, когда они горят все.

Микросхема позволяет осуществлять плавную регулировку яркости свечения всех светодиодов одновременно. Для этого между выводом питания и общим проводом надо установить переменный или подстроечный резистор сопротивлением 22...47 кОм, а верхний по схеме вывод резистора R4 соединить с его движком.