有時，發送小功率無線電信號創建信標，將信號載波發送到附近的接收機，以QRP（小功率）或QRPP（極小功率）模式進行發送等等非常有用。本文所示的電路很容易構建，可以正常工作。它不使用任何電感器或晶體，而是其頻率由電阻器和電容器確定。電路的核心是74HC14 IC。

如何發送無線電信號

有許多發送信號載波的方法。如果信號是周期性的高頻信號，那么它就可以離開天線并通過空間傳播，這是產生載波信號的要求。為了產生周期性的交替信號，就需要有振蕩器電路，它可以用不同的電子元器件（晶體管、變壓器、IC等）構建。

擬定的電路

本文所示的電路非常簡單，100%可以工作。圖1給出了振蕩器的一般原理圖，它使用一個邏輯非門74HC14，這是個使用數字施密特觸發反相器的施密特觸發RC振蕩器。

施密特數字觸發器具有內置的遲滯（約2V），閾值電壓為VT+（3.0V）和VT-（1.2V）。R1與電路連接構成正反饋環路而產生振蕩。當Vc小于VT-時，Vo變高并開始通過R1（返回）對電容器C1充電。當Vc超過閾值電壓VT+時，Vo變低，C1通過R1開始放電。如果Vc超過閾值電壓VT-，則又會重復上述步驟，這樣就產生了振蕩輸出。理想情況下，使用這種配置，可以獲得大約30MHz的最大頻率。

圖1：振蕩器原理圖及其瞬態圖。

電氣原理圖

發射機的電路圖非常簡單（見圖2），它由三個有源器件組成：數字非門74HC14（其他型號不適用）和兩個NPN晶體管。

圖2：發射機的完整原理圖。

首先來研究下由第一個觸發反相器所代表的電路的第一部分。在此，輸出信號通過兩個電阻器R1和X14進行反饋，后者是一個電位器，可以用它來改變振蕩頻率。輸入端口通過33pF的電容器C1與C4并聯接地，后者為50pF或更大的可變電容器，這樣就也可以通過調整它來改變振蕩頻率。因此，X14電位器和可變電容器C4都可以用來改變振蕩器的工作條件。

第二級是個緩沖分離器，由X17數字非門表示。它將信號分離并進行整形，其輸出通過負載R2（1，000Ω電阻）接地。數字端口的電源電壓為5V，最終輸出也將為5V。

第一個晶體管Q2是常用的BC546，它通過共集電極配置將電壓電平從5V升高到幾乎12V。晶體管Q2的集電極上會出現和X17幾乎相同的波形，但其相位將改變180°。

第二個晶體管Q3具有分離前一級（緩沖器）的功能，并將阻抗降低到75Ω，從而更適合于天線。這個配置稱為“射極跟隨器”，它將信號與前一級分離。

最終，信號通過470pF的電容器C6引到天線。使用這種配置，理論功率約為100mW，但實際上更低。如果天線的阻抗為75Ω（偶極子），則可以嘗試去掉R3。也可以嘗試從原理圖中去掉C6，而用短線將其替換。

在圖3中，可以看到數字非門74HC14和NPN晶體管BC546的引腳排列。

圖3：器件的引腳排列。

觀察電路關鍵點處的信號圖，會非常有趣并且有用。圖4對下述幾個節點提供了信號曲線：

第一個邏輯反相器X16的輸出處的信號曲線（綠色）；

第二個邏輯反相器X17的輸出處的信號曲線（青色）；

第一個晶體管Q2的集電極上的信號曲線（紅色）；

第二個晶體管Q3的發射極上的信號曲線（黃色）。

圖4：電路四個關鍵點處的信號曲線。

電子元器件

下面是這個項目中所使用的電子元器件的列表。它們不是關鍵元器件，可以在任何電子產品商店找到。

?R3：電阻75Ω、3W；

?R1、R2、R5：電阻1kΩ；

?R4：電阻100Ω；

?X14：電位器或微調器330Ω；

?C1：電容器33pF；

?C4：可變電容器50pF；

?C6：電容470pF；

?C7、C8：電容器100nF；

?Q2、Q3：NPN晶體管BC546；

?X17，X16：74HC14六路施密特觸發反相器IC；

?X18：7805；

?V1：電池12V。

PCB

可以在面包板上或者用PCB構建電路。布局非常簡單，但必須遵守PCB的基本規則。在圖5中，可以看到PCB走線和元器件的布置布局。

圖5：PCB和元器件布局。

圖6顯示了電路的三維重建。創建三維圖片是種明智的方法，它可以提供所用元器件空間的圖像，借此可以避免許多設計錯誤并節省大量時間。

圖6：電路的三維渲染。

天線

可以使用長電線作為天線，但如果想要提高發射機的性能，則可以創建一個調諧天線，例如偶極子天線（見圖7），在這方面有很多文獻可以參考。最簡單的偶極子是水平天線，最常見的偶極子是半波長偶極子。基本的“半波”偶極子本身非常簡單，它由長度為半個波長的輻射元件組成，并在中心饋電。創建一個簡單的半波偶極子非常容易，只需使用一定長度的電線即可。計算天線長度的公式為：

147/（頻率，單位：MHz）

這樣就得出偶極子的總長度（單位：m）。例如，要制作一個7MHz的偶極子，可以計算出：

147/7=21m

因此，偶極子的每個元件應為10.50m。

圖7：偶極子示例。

在圖8中，可以看到采用兩個10.50m元件的通用偶極子的性能。這里可以看到：

該偶極子的圖片；

駐波比（SWR）繪圖（天線諧振頻率的最小值）；

偶極子的輻射圖；

偶極子的三維輻射圖。

圖8：偶極子的性能。

傳播測試

當電路完成并將元器件安裝到PCB上后，就可以打開發射機。使用無線電接收機，就可以以大約7MHz的頻率“聽到”設備的擺動。顯然，必須使用RX來檢測這個頻率，然后試著遠離接收機來檢查信號。傳輸距離還取決于無線電接收機的靈敏度。載波信號不是完美的正弦波，而是傳輸當中有很多諧波（見圖9）。可以添加一個低通濾波器，衰減高頻中不想要的信號。在電磁波傳播的情況下，信號可以到達很遠的地方。

圖9：具有諧波波形的信號載波的頻譜圖。

總結

本文所示的原理圖是構建功能更強大的發射機的基礎。所有TX均基于小功率振蕩器，功率更大的電路則跟隨其后。不能使用74HC14的替代IC（只有74HC14非常相似）。

該電路僅生成信號載波，其傳輸未經過調制。載波的頻率在相位、周期和幅度上固定。頻率還取決于電源電壓——要使用固定電壓，例如變壓器。可以修改元件的值來更改電路的行為或頻率。也可以使用這個電路以摩爾斯電碼傳輸，只需要一個大按鈕即可啟用或禁用發射機。或者，該電路可以連接到MCU，而自動執行生成摩爾斯電碼的過程。

也可以使用該設備以連續波（CW）模式進行傳輸，在這種情況下，僅當按鍵時才發射載波。盡管在某些領域，摩爾斯電碼正在剝離，但由于其出色的信號識別功能可以在相同的傳播條件下實現其他方法所通常無法實現的連接，業余無線電愛好者仍舊在所有頻帶上使用它。

互聯網正越來越掩蓋掉通過無線電波進行通信的美麗，而如果電子愛好者能重新設計發送和接收電路，那將是很好的選擇。

責任編輯：lq