Ю. А. Виноградов

РАДИОЛЮБИТЕЛЮКОНСТРУКТОРУ

СиБи связь
Дозиметрия

ИК техника

Электронные приборы

Средства связи

Москва

ISBN 5898180133

Описаны оригинальные разработки для модернизации

радиостанций и самодельные антенны СИБИ связи, радио
любительские устройства индивидуального дозиметрического
контроля, конструкции ИКтехники для охраны и сигнализа
ции, а также электронные приборы для дома, дачи, автомобиля,
для мастеров и радиолюбителей нового поколения.

В 64

ISBN 5898180133

© Ю.А. Виноградов.
© «ДМК»

Виноградов Ю.А.

Радиолюбителюконструктору: СиБи связь, дозиметрия,

ИКтехника, электронные приборы, средства связи./
Ю.А. Виноградов. – М.: «ДМК».  240 с., ил.

Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена

в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного
разрешения владельцев авторских прав.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Перемены, происходящие в нашей стране, коснулись, конечно,
и радиолюбителей. И хотя вряд ли кто испытывает сегодня ностальгию
по дефициту – этому вечному, казалось, «двигателю общественных спе
цифических отношений», – был он, несомненно, и стимулом для твор
чества. «Телевизор – своими руками», «Радиоприемник на двух тран
зисторах», «Восстановление обломанного вывода» и т.п. – еще вчера
такие публикации находили своего внимательного читателя.
Изощрению ума способствовал и поиск. Мальчишка, роющийся
на свалке, чтото откручивающий, отпиливающий... кто не увидит
в нем себя? И хотя списанные приборы полагалось добивать (это де
лалось всеми средствами – от молотка до бульдозера), чтото
всетаки оставалось. Преодоление искусственных трудностей также
поддерживало в радиолюбителях высокий творческий потенциал.
Но как долго это могло продолжаться?...
С разрушением барьеров, охранявших все «наше», – от идеалов
до способа производства – произошло то, что и должно было про
изойти. Продукция зарубежных фирм, отшлифованная десятилети
ями рыночного спроса, тут же нокаутировала наш радиоэлектрон
ный ширпотреб, став доступной даже для тех, кто в прежние
времена не мог себе позволить ничего подобного. А в ряде областей
ей – этой продукции – не с чем было и конкурировать. Не было
у нас ни персональных компьютеров, ни радиостанций личного
пользования, ни персональных дозиметров, ни многого другого
«персонального». Не было и не должно было быть...
Здесь, пожалуй, самым зримым образом дали себя знать успехи
современной микроэлектронной техники, лежащие в ее основе
высокие технологии. Основой современного радиоэлектронного при
бора, его центром стал микропроцессор – большая и сложная микро
схема, являющаяся, по существу, самостоятельной ЭВМ. Конструи
рование прибора с какимито новыми функциями сегодня сводится,

в основном, к выбору и программированию микропроцессора,
к «привязке» к нему тех или иных сенсорных и исполнительных
механизмов, к пространственной композиции всего этого, которая
также нередко выполняется компьютером.
Такой подход к конструированию резко ускорил процесс создания
новой техники, привел к существенному ее удешевлению. Времена,
когда телевизор делали «своими руками», прошли. Во всяком случае
исчез экономический стимул для такой работы.
Однако технология производства больших интегральных схем, ко
торые взяли на себя в этом деле основную нагрузку, оказалась, как
выяснилось, не по силам и многим нашим еще вчера именитым элек
тронным «ящикам». Во всяком случае – производства конкурентос
пособной продукции. И в последние годы многие из них перешли
на сборку сложных электронных приборов – компьютеров, телевизо
ров и т.п. – из готовых блоков, купленных на Западе или на Восто
ке. И хотя в «отверточной технологии» тоже есть свои сложности
(совсем непростая вещь – тестирование изготовленного), но хвас
таться здесь особенно нечем.
Конечно, такое «творчество» по силам и радиолюбителю. Можно
даже попробовать раскрыть потенциальные возможности микропро
цессора made in..., оказавшегося в руках, найти «тихие» его функции
(их обычно много больше, нежели задействованных в приборе,
активно в нем работающих). По крайней мере те из них, которые
можно активизировать одной лишь перекоммутацией входоввыходов
микропроцессора.
Вот, пожалуй, и все, что остается сегодня радиолюбителю, если он
не пожелает расстаться с техникой радиоэлектронного ширпотреба.
Не считая, конечно, замены неисправного блока исправным, почин
ки электрошнура и т.п.
Однако конкурентные, рыночные отношения сказались не только
на готовой продукции. В свободной продаже и в непривычно бога
том ассортименте появились радиодетали. Те самые детали, на до
бывание которых совсем недавно радиолюбитель тратил почти все
свое время и, если повезет, последние рубли. И не только появи
лись – резко подешевели (относительно, конечно; сегодня три
четыре микросхемы можно купить по цене трамвайного билета).
Все, что ему нужно, радиолюбитель приобретает обычно при первом

же посещении радиорынка. Ситуация с его «снабжением» измени
лась самым кардинальным образом.
Коснулось это, кстати, не только радиолюбителей. Конструктор
профессионал, еще вчера пытавшийся предусмотреть в своей плано
вой заявке все то, что ему может потребоваться через годдва, тоже
оценил новые возможности. Особенно в части приобретения разного
рода «мелочей», отсутствие которых регулярно, из года в год тормо
зило дело, которым он занимался, вело к совершенно очевидным
и несопоставимым потерям.
Так что в наши дни радиолюбители не столько потеряли, сколько
приобрели. Вернее – могут приобрести. А о том, что их творчество
уходит из области, занятой фирменной продукцией массового спро
са, вряд ли стоит сожалеть. Ведь осталось все остальное. Не говоря
уж о том, что в наше время разработка удачной конструкции может
принести автору не только моральное удовлетворение.
Многое из того, что читатель найдет в этом сборнике, относится
именно к этой стороне радиолюбительского творчества.

ВВЕДЕНИЕ

Появление дискретно функционирующих цифровых микросхем
оказало сильнейшее влияние на всю современную электронику.
Отделив «электрическое» от «логического», эта техника в корне
изменила саму идеологию конструирования, повела не только
к созданию аппаратуры чрезвычайно сложного, невозможного прежде
функционирования – тех же компьютеров, но и простым аппаратам
придала качества, которые, при всем желании, не могли быть
достигнуты прежними средствами.
Основу нынешней электронноцифровой революции составляют
фундаментальные работы по математической логике, выполненные
еще в прошлом веке. Оттуда пришли те символы и термины,
с которыми мы будем постоянно встречаться. Тем более, что в своей
деятельности конструкторы еще не раз будут обращаться к теорети
ческому заделу – осталось там куда больше, нежели было взято.
А к «готовым для употребления» теоретическим работам пятидеся
тилетней давности, по многозначной логике, например, мы еще
и не прикасались...
С основами теории множеств, математической логики, их языком,
позволяющим ясно, коротко и строго изложить суть дела, современ
ная школа начинает знакомить учеников младших классов. Не будем
пренебрегать всем этим и мы.
Независимо от того, с какой именно цифровой техникой имеют
дело (микросхемных серий, каждая из которых образует функцио
нально полную систему, несколько десятков), язык общения с ней,
его алфавит предельно прост: сигналы на входахвыходах цифровых
микросхем могут принимать лишь два значения: 0 и 1. Физи
чески каждому из этих сигналов ставится в соответствие какойто
интервал (множество) электрических напряжений: 0⇔[0, U0
max]
и 1⇔[U1
min, Uпит], где 0 (0 В) и Uпит – потенциалы полюсов источника
питания микросхемы, а U0
max и U1
min связаны с техникой реализа
ции 
данной 
микросхемной 
серии. 
Конечно, 
пересечение
[0, U0
max]∩[U1
min, Uпит]=∅ должно быть пусто – в «нулевом» и «еди
ничном» множествах не может быть элемента (сигнала), принадле
жащего им обоим.

В литературе, в описаниях функционирования различных элект
ронных устройств, включающих цифровую технику, встречаются
обозначения и выражения: 0, лог. 0, сигнал 0, напряжение низкого
уровня, U0
вых, Ui∈[U0] и др. Означает это одно и то же: мы имеем
дело с напряжением, которое может быть подано на вход цифровой
микросхемы и будет расценено ею как логический нуль. То же и с ло
гической единицей: 1, лог.1, сигнал 1, напряжение высокого уровня,
импульс единичной амплитуды, U1
вых, Ui∈[U1] и др. Возможно, со
временем здесь установится какоето единообразие, но пока его нет.
Среди множества цифровых микросхем особый интерес для
радиолюбителя представляет КМОПтехника* – микросхемы серий
К176, 561, К561, 564, Н564, КР1561, КР1564 и др. Ее основу состав
ляют n и pканальные МОПтранзисторы, работающие в режиме
обогащения. Этот режим замечателен тем, что напряжения затвор
исток и истоксток транзистора находятся в одном интервале, что
позволяет связывать сток одного транзистора с затвором другого
непосредственно, без какоголибо смещения электрических потенци
алов, к которому приходится прибегать во многих других случаях.
Затвор в МОПтранзисторе изолирован от его канала истоксток
тончайшим слоем диэлектрика. Отсюда очень высокое входное
сопротивление МОПтранзистора (свыше 1012 Ом) и определенное
его безразличие к полярности входного сигнала. То обстоятельство,
что МОПтранзистор управляется электрическим полем и имеет
очень высокое сопротивление закрытого канала, выделяет КМОП
технику среди других чрезвычайно низким энергопотреблением в ре
жиме ожидания. Относительно невысокое быстродействие КМОП
микросхем (частота переключений не превышает, как правило,
нескольких мегагерц) чаще всего не является препятствием к их
использованию в самых разных приборах. А в автономно функцио
нирующих устройствах, нередких в радиолюбительской практике,
они просто незаменимы.
Цифровые КМОПмикросхемы составляют основу большинства
описанных здесь электронных приборов.

*) КМОП – комплементарная (дополняющая) МОПтехника, в которой n
и pканальные МОПтранзисторы попеременно выполняют две функции: усилителя
и его динамической (изменяемой) нагрузки. МОП: М – металл (затвор), О – окисел
(SiO2), П – полупроводник (канал истоксток). Более общее название этих транзисто
ров – МДП, где Д – диэлектрик (часто – нитрид кремния).

СИБИ – ТЕХНИКА СВЯЗИ

В цивилизованных странах существует радиодиапазон с особым
статусом. Для работы в нем не требуется сдавать экзамены, предо
ставлять свидетельства своей благонадежности, давать клятвы
и обещания. Нужно лишь приобрести соответствующую аппаратуру
и поставить в известность (не всегда) местные радиослужбы о сво
ем выходе в эфир. Это – СиБи (СВ – citizen band), диапазон граж
данской связи.
Появление этого диапазона в России, пусть и с урезанными воз
можностями (работа лишь по получении разрешения, предваритель
ная оплата «эфира» и др.), трудно переоценить. Десятилетия «пла
нового 
развития» 
оставили 
громадные 
ее 
пространства
в первобытном состоянии: жители десятков тысяч наших деревень
и по сей день не имеют двусторонней связи с внешним миром.
Не удивительно, что российский рынок оказался чрезвычайно при
влекательным для зарубежных фирм, многие годы производящих
СиБи аппаратуру и теряющих сегодня своих обычных покупателей
изза сильнейшей конкуренции со стороны производителей сотовых
и спутниковых средств связи.
Однако зарубежная связная техника сталкивается у нас с запре
тами, ограничивающими применение в нашей стране современных
форматов связи. В СиБи, например, запрещена передача компью
терных файлов, шифрованной речи, для всех автомобильных охран
ных систем страны выделен один частотный канал и т.п. Конечно,
зарубежная связная аппаратура с ее возможностями должна попасть
и попадает под действие той или иной «домашней заготовки»
наших законотворцев.
Как долго продержатся эти запреты? Есть, как минимум, две при
чины, по которым такое положение дел постараются сохранить воз
можно дольше. Одна связана с тем, что в новых форматах связи зат
руднен, а подчас и невозможен привычный (примитивный,
обходящийся без «умной» техники) контроль. Тот самый контроль,
который совсем недавно входил в нашу поднадзорную жизнь в ка
честве обязательной и посвоему естественной нормы. Другая имеет
криминальноправовую основу: штрафные санкции – а нарушители

противоестественных законов будут всегда! – образуют постоянный
источник дохода законоохранительных органов.
Но так или иначе, пусть с ограничениями и сопротивлением,
гражданская связь входит в нашу жизнь.
Тем или иным особенностям использования зарубежной СиБи
аппаратуры у нас, какимто ее доработкам, улучшениям, изменени
ям, но и оригинальным конструкциям этого диапазона посвящен
ряд появившихся в последнее время публикаций. Нижеследую
щие – в их числе.

«Радионезабудка»

Микромощный радиопередатчик, находящийся в портфеле, рюк
заке и др., и специальный радиоприемник у владельца, реагирующий
на исчезновение контакта с «радиофицированными» вещами вслед
ствие их потери или, возможно, кражи, могут составить охранную
систему, способную обнаружить пропажу на самых ранних ее этапах.
Микромощный передатчик. Принципиальная схема радиопе
редатчика «незабудки» показана на рис. 1. Режим работы высоко
частотной его части (VT1, ZQ1, R5, R6, R8, C4, L1) задает уст
ройство, включающее в себя мультивибратор (DD1.1, DD1.2, R1, R2,
C1), возбуждающийся на частоте f≅1/2R2⋅C1=0,25...0,3 Гц, и форми
рователь (DD1.3, DD1.4, R3, C2), трансформирующий один
из фронтов меандра мультивибратора в импульс длительностью
tимп≅R3⋅C2≅20 мс.

Рис. 1.  Принципиальная схема микропередатчика «незабудки»

Таблица 1
Передатчик работает в им
пульсном режиме. Лишь при по
явлении на выходе DD1.4 напря
жения, 
равного 
Uпит, 
будут
созданы условия его возбужде
ния: 
откроется 
электронный
ключ (транзистор VT2) в цепи
питания, а в базе транзистора VT1
возникнет необходимый началь
ный ток. Время вхождения пере
датчика в рабочий режим и, соот
ветственно, фронт излучаемого
им радиоимпульса – ~4 мс*.

*) Относительно медленное возбуждение кварцованных автогенераторов обуслов
лено высокой добротностью кварцевых резонаторов.
**) Для передачи сигналов охранных систем по радио в нашей стране разрешены
лишь эти два частотных канала.

В паузе между импульсами энергопотребление высокочастотной
части передатчика сведено практически к нулю. Для уменьшения
энергопотребления элементами управления в цепь питания микро
схемы DD1 введен резистор R4, снижающий напряжение на ней
до величины Uпит, при которой сквозные токи составляющих
ее КМОПструктур становятся достаточно малыми.
В качестве транзистора VT1 может быть взят любой кремниевый
npnтранзистор, имеющий граничную частоту не менее 200 Мгц.
Основное требование к транзистору VT2: напряжение насыщения
Uкэ нас≤0,2 В. Если этот транзистор будет иметь меньшее по сравне
нию с КТ3102Е усиление по току, то для введения его в режим
насыщения потребуется соответственно уменьшить сопротивление
резистора R7. Емкость конденсатора С3=(5...10) tимп /R5 (С3 –
в мкФ, tимп – в мс, R5 – в кОм).
Катушку L1 – «магнитную» антенну передатчика – наматывают
виток к витку на стеклотекстолитовой пластине 20×8 и толщиной
1,5 мм. Она имеет 30...35 витков, провод – ПЭВШО 0,25...0,3.
Кварцевый резонатор ZQ1 должен иметь частоту, разрешенную
Госсвязьнадзором для охранных систем: 26945 или 26960 кГц**.
Важно, чтобы это был основной его резонанс (в резонаторе, рабочая
частота которого является гармоникой основного резонанса, она бу
дет указана иначе: 26,945 или 26,960 МГц). При использовании

Uпит, В
Iпотр, мкА

2,5
3,5

3,7
13

4,2
36

5,0
46

5,5
55

6,0
62