Альтернативой для беспроводной и проводной радиосвязи может служить, например, индукционный метод передачи информации. Как известно из курса школьной физики вокруг провода с переменным током существуют переменные электрическое и магнитное поля. Используя соответствующие контурные катушки и достаточно простые усилители (УНЧ) можно эти поля улавливать и усиливать.
На этом простом принципе можно построить систему передачи информации, конечно, на незначительные расстояния.
Эти расстояния, конечно, зависят от величины тока, протекающего по передающему информацию проводни-ку, от расположения этого проводника, от чувствительности усилителя приемника, от уровня окружающих помех и т.д. В обычных условиях -дальность до 5-10 м. При использовании специальных селективных фильтров, позволяющих подавить помехи, это расстояние может быть существенно больше.
Ниже приведены примеры схем индукционных передатчиков и приемников, использующих индукционный метод передачи информации.
Для повышения напряженности электромагнитного поля и, как следствие, уровня передаваемого и принимаемого сигнала передающий провод передатчика информации выполнен виде контура. Данный контур состоит из нескольких витков толстого (ток - несколько ампер!) медного провода и образует своеобразный электромагнит (рекомендуется вспомнить школьный курс физики).
Приемник должен находиться внутри контура (в поле данного контура) или близко от него. Конечно, ясно, что чем выше величина протекающего тока и больше витков в контуре, тем больше передаваемый, а, следовательно, и принимаемый (индуцируемый в приемном контуре), сигнал.
Кстати, на этом же принципе основан метод поиска скрытой электропроводки (220 В). Подобные приборы чрезвычайно полезны для электромонтеров.
Подобным образом устроен выпускаемый серийно прибор, обеспечивающий возможность громкоговорящего прослушивания пользователем своего (!!) телефона. Конечно, хороший, нужный и полезный прибор.
Но на этом же индукционном принципе основан один (!) из методов подслушивания телефонных разговоров. Это очень полезные и очень простые приборы для очень узкого круга, но очень вредные для всех остальных, особенно тех, кто в этот момент говорит по такой телефонной линии (телефону).
И на этом принципе можно построить простые средства связи и передачи информации. Контур передатчика можно расположить, например, по периметру территории, на которой необходимо организовать одностороннюю передачу информации. Однако можно его выполнить и в виде элемента переносного устройства.
Правда, в этом случае дальность связи ограничится несколькими метрами, но можно обеспечить устойчивую связь через стенки.
Фактически, схема передатчика на рисунке 1 представляет собой мощный УНЧ, нагруженный на контур, выполненный толстым медным проводом. Активное сопротивление контура должно быть несколько Ом.
Рис.1. Схема мощного УНЧ высокой чувствительности на 2 ОУ, используемого в качестве индукционного передатчика.
Элементы для схемы на рисунке 1 :
Монтаж и настройка. С помощью резистора R8 устанавливается начальный ток через транзисторы Т3 и Т4 - 5мА-20мА. С4, С5, С6, С7 подключаются максимально близко к ОУ.
Для Б1, D2 необходимо обеспечить тепловой контакт с Т3, Т4. R2С2 и R5СЗ определяют нижнюю частоту диапазона работы УНЧ: 10мкФ и 1к - 16Гц, 1мкф и 10к - 16Гц, 0.5мкФ и 10к -32КГц, и т. д.
Выходную мощность усилителя на рисунке 1 можно повысить, если использовать в составе данного устройства более мощные транзисторы. При этом можно использовать следующие элементы:
На рисунке 2 представлена схема аналогичного устройства, но дополненною регуляторами тембра по НЧ и ВЧ. Для данной схемы регулятор громкости установлен на входе.
Рис.2. Схема мощного УНЧ высокой чувствительности на 2 ОУ с регуляторами громкости и НЧ- и ВЧ-тембра, используемого в качестве индукционного передатчика.
Элементы для схемы на рисунка 2 :
Монтаж и настройка выполняется аналогично предыдущей схеме (Рисунок 1).
На рисунке 3 представлена схема упрощенного варианта индукционного УНЧ-передатчика, построенного на основе схем предыдущих устройств. Схема содержит всего один ОУ. Регулятор громкости установлен на входе.
Рис.3. Схема мощного УНЧ на 1 ОУ, используемого в качестве индукционного передатчика.
Элементы для схемы на рисунка 3 :
Монтаж и настройка индукционного передатчика. При помощи резистора R8 устанавливается начальный ток, который течет через транзисторы Т3 и Т4 в пределах 5мА-20мА. Конденсаторы С4, С5, С6 и С7 подключаются максимально близко к микросхеме-ОУ. Для диодов D1, D2 необходимо обеспечить тепловой контакт с транзисторами Т3, Т4. Цепочка R5СЗ определяют нижнюю частоту диапазона работы усилителя: 10мкФ и 1к- 16Гц, 1мкФ и 10к - 16Гц, 0.5мкФ и 10к- 32Гц, ит.д.
Ниже представлены схемы приемников для индукционного способа передачи информации.
На рисунке 4 (а) приведена схема индукционного приемника на одном ОУ.
Рис. 4. Схемы приемников на ОУ для индукционного способа передачи информации: а - на 1 ОУ, б - на 2 ОУ с НЧ-, СЧ-, ВЧ-регулятором.
Элементы для схемы на рисунке 4, а :
Монтаж и настройка индукционного приемника. С помощью резистора R8 устанавливается необходимый коэффициент усиления. С3 подключаются максимально близко к ОУ. Целесообразно к L1 подключить конденсатор С0.
Данный контур необходимо настроить на середину диапазона - 1кГц.
На рисунке 4 (б) приведена схема приемника индукционного сигнала на двух ОУ. Схема во многом аналогична схеме на рисунке 4 (а), но в схему введен многополосный регулятор тембра. Это позволяет подобрать оптимальное качество звука даже в условиях повышенного уровня помех. Устройство содержит НЧ-, СЧ, ВЧ-регуляторы тембра.
Элементы для схемы на рисунок 4,б :
На рисунке 5 приведены схемы приемников на ИС серии 548.
Рис.5. Схемы приемников для индукционного способа передачи информации на ИС серии 548: а - на ИС 548УН1А, б - на ИС 548УН3А.
Элементы для схемы на рисунка 5, а :
Монтаж и настройка. С помощью резистора R1 устанавливается необходимый коэффициент усиления. СЗ подключается максимально близко к ОУ Целесообразно к L1 подключить конденсатор С0.
Данный контур необходимо настроить на середину диапазона - 1кГц.
Элементы для схемы на рисунок 5, б :
Выходной каскад индукционного передатчика (УНЧ) может быть выполнен на основе схемы генератора тока. Это позволяет исключить ограничивающий резистор и несколько повысить коэффициент полезного действия (КПД).
Представленные примеры устройств индукционной связи рассчитаны на одностороннюю связь. Однако на этом принципе могут быть созданы варианты и дуплексной связи. Для этого, конечно, должно быть минимум две пары устройств - передатчик и приемник.
Литература: Рудомедов Е.А., Рудометов В.Е - Электроника и шпионские страсти-3.