Danas je nabavljen mali dječji jednokanalni primopredajnik oznake modela 40154, proizvod njemačke tvrtke Dickie Spielzeug GmbH & Co. KG iz 2012. godine.
Tvrtka Dickie Spielzeug GmbH & Co. KG vuče korijene iz 1971. godine kada je Wolfgang Sauerborn osnovao tvornicu igračaka Sauerborn & Stübinger. Tijekom 1978. godine osnovan je Dickie Toys Hong Kong, a 1984. godine tvrtke su preimenovane u Dickie Spielzeug (Njemačka) i Dickie Toys (International). Tvrtka Dickie Toys je sklopila ugovore sa prvakom Formule 1 Michaelom Schumacherom, dobila je glavnu licencu za igračke od Walta Disneya, te ekskluzivna prava licenciranja RC-a za Disney Pixar-ove “Cars” čime je posebno uspješan bio RC autić (1:24) Munja McQueen. Dickie Toys je također dobila licencu za uspješnu TV seriju Vatrogasac Sam. Dickie Spielzeug i danas nudi nekoliko modela dječjih primopredajnika koji rade na 2,4 GHz (domet do 100 metara) i 434 MHz (domet do 400 metara).
Primopredajnik Modul 40154 radi na frekvenciji 40,685 MHz. Prema odluci Europskog instituta za telekomunikacijske standarde (ETSI – European Telecommunications Standards Institute) frekvencijski opseg od 40,660 MHz do 40,700 MHz rezerviran je za RC daljinske upravljače modela koji se kreću po zemlji ili vodi (RC modeli automobila, motora, brodova, podmornica i slično). Izlazna snaga tih RC telekomandnih odašiljača ne smije prelaziti 100 mW. Međutim, svaka zemlja može uvesti svoja pravila, tako da na 40 MHz rade i RC upravljačke stanice za modele aviona, a kao što vidimo također i dječji glasovni primopredajnici. Spomenuti opseg je podijeljen na 32 kanalne frekvencije sa razmakom 10 kHz, no osnovne su četiri frekvencije: 40,665 / 40,675 / 40,685 i 40.695 MHz.
Mi smo naš primjerak primopredajnika praktično izvadili iz smeća, naravno jer nas je zanimala tehnologija na kojoj se bazira elektronička shema ovih uređaja. Stoga smo si dali truda i nacrtali elektroničku shemu. Radi bolje preglednosti, nismo crtali višepolnu RX/TX sklopku nego smo krug prijemnika i krug predajnika nacrtali zasebno. Sklopka inače vrši četiri prebacivanja krugova:
- prebacuje antenu na ulaz prijemnika (RX) ili izlaz predajnika (TX)
- kratko spaja kristal predajnika čime isključuje oscilator predajnika (RX) ili uključuje kristal u oscilator predajnika (TX)
- odspaja mikrofon (RX) ili ga uključuje na ulaz pojačala (TX)
- odspaja zvučnik (TX) ili ga uključuje na izlaz pojačala (RX)
Prijemnik se bazira na dva tranzistora, T1 radi kao RF pojačalo, a T2 kao u spoju reakcijskog (regenerativnog) prijemnika sa povratnom vezom preko C1 i R1. Oba naziva (reakcija ili regeneracija) zapravo ukazuju na princip pozitivne povratne sprege kod oscilatora. Naime, ako se prijemni signal iz ulaznog antenskog titrajnog kruga koji je podešen na prijemnu frekvenciju (u našem slučaju 40,685 MHz) pojača pomoću tranzistora, a zatim se jedan mali dio pozitivnom povratnom vezom vrati u ulazni krug, tada se efektivni Q-faktor titrajnog kruga višestruko poveća, čime je višestruko pojača i prijemni antenski signal. Na taj način je moguće hvatati puno slabije signale nego primjerice sa direktnim detektorskim prijemnikom. Amplitudna demodulacija vrši se u istom tranzistoru jer kolektorska struja sadrži komponentu koja je proporcionalna samoj modulaciji. Središnji izvod na zavojnici titrajnog kruga služi za dovod napajanja, te ujedno preko kondenzatora za odvod audio signala na pojačalo. S obzirom da je regeneracijski prijemnik praktično oscilator na prijemnoj frekvenciji, to znači da također i zrači VF energiju preko prijemne antene jer je i antenski krug ugođen na istu frekvenciju. Da se to spriječi, dodan je stupanj RF pojačanja koji onda osim samog pojačanja prijemnog signala ima vrlo važnu ulogu sprječavanja otjecanja VF energije prijemnog oscilatora preko antene u prostor. Pojačalo sa LM 386 služi za pojačanje audio signala iz regenerativnog prijemnika kako bi se isti mogao reproducirati na zvučniku.
Kod odašiljanja, tranzistor T3 radi kao stabilni kristalni VF oscilator na frekvenciji kristala 40,685 MHz. Amplitudna modulacija NF signalom iz pojačala opet se vrši preko središnjeg izvoda zavojnice titrajnog kruga, preko kojeg se vrši i napajanje oscilatora. Kristal ima puno veći Q-faktor od LC titrajnog kruga te određuje frekvenciju oscilatora, a LC titrajni krug podešen na istu frekvenciju 40,685 MHz u kolektorskom krugu tranzistora omogućuje veću izlaznu snagu predajnika jer prilagođava izlaznu impedanciju kolektora tranzistora na impedanciju antene i djeluje kao pojasni filtar za izlazni VF signal čime je prigušeno neželjeno odašiljanje na harmoničnim frekvencijama. Pojačalo sa LM 386 služi za pojačanje mikrofonskog signala kako bi se dobio dovoljan modulacijski napon za oscilator predajnika, koji se preko tog napona zapravo i napaja.
Pojačalo sa LM 386 je zajedničko za prijemnik i predajnik. No ovdje je upotrijebljen prilično neuobičajen spoj za kontrolu pojačanja, koju čini kondenzator vezan između 1 i 8, te serijski RC spoj sa pina 1 na masu. Integrirani krug LM 386 opisali smo u objavi Slušno pojačalo Power-Tronic Listenaider by Nasta gdje smo između ostalog rekli da je pojačanje pojačala sa LM 386 oko 20 puta (26 dB) kada su uključeni samo interni otpornici u krugovima negativne povratne veze. Međutim, promjenom vrijednosti ili premošćivanjem tih internih otpornika pojačanje se može povećati ili smanjiti:
- Dodavanjem otpornika i/ili kondenzatora između pinova 1 i 8 dobiva se povećanje pojačanja od 20 puta (26 dB) do 200 puta (46 dB).
- Dodavanjem otpornika i/ili kondenzatora između pinova 1 i 5 dobiva se smanjenje pojačanja od 20 puta (26 dB) do 9 puta (19 dB) nakon čega daljnje smanjenje nije preporučljivo jer pojačalo može postati nestabilno. Ovim spojem se dobiva nelinearna karakteristika pojačanja, tako da su najviše pojačane niske frekvencije (cca 30-300 Hz) pa se ovaj spoj koristi za “bass boost” pojačala.
- Dodavanjem otpornika i/ili kondenzatora između pina 1 i mase. O ovom spoju ne postoje podaci u tehničkoj dokumentaciji čipa LM 386, no istim se premošćuju svi otpornici negativne povratne sprege pojačala koji imaju utjecaj na audio pojačanje, pa pojačanje audio frekvencija raste daleko iznad 200 puta.
U našem slučaju se koristi samo kondenzator između pinova 1 i 8 čime se dobiva pojačanje od 200 puta, ali i RC spoj sa otpornikom od 33 Ω između pina 1 i mase čime se dobiva dodatan porast pojačanja. Kad bi se koristio samo kondenzator (kratki spoj za AC audio signal) dobilo bi se neko neodređeno maksimalno pojačanje od cca 15 000 puta i vrlo vjerojatno velika nestabilnost pojačala. No dodavanjem otpornika serijski kondenzatoru pojačanje se u našem slučaju ograničava na cca 455 puta (15000/33).
Ovakav spoj može se naći samo u shemama gdje se LM 386 koristi kao AM radio prijemnik. Tu se na ulaze LM 386 stavlja LC selektivni titrajni krug, a da se pojača vrlo slab napon koji takav krug proizvodi iz ulaznog (antenskog) RF signala, potrebno je vrlo veliko pojačanje pojačala. Ulazni krug LM 386 po svojoj izvedbi također djeluje kao detektor RF amplitude (ovojnice) pa se može izravno koristiti za AM detekciju. Što se tiče pojačanja glede ulaznih frekvencija, isto kod LM 386 počinje padati već nakon 100 kHz (deklarirana frekvencijska širina je 300 kHz), a na oko 1,5 MHz već je jako blizu jedinice (nema pojačanja). Iz tog razloga LM 386 može oscilirati najviše u srednjevalnom AM pojasu (540 do 1600 kHz), čime se može koristiti kao AM regenerativni prijamnik ili Colpittsov oscilator za srednjevalni radiodifuzni opseg. Međutim, neke inačice LM 386 uz dovoljno visoko napajanje mogu se uspješno koristiti do frekvencija od 8 MHz. U konačnici, ako se na ulazni krug umjesto golog titrajnog kruga stavi zasebni tranzistorski oscilator onda se LM 386 može koristiti samo kao AM detektor i pojačalo velikog pojačanja, čime se dobiva regenerativni prijemnik vrlo dobrih performansi.
U našem slučaju se LM 386 koristi samo kao pojačalo velikog pojačanja za audio signale iz mikrofona ili iz regenerativnog prijemnika. To dodatno “izvlačenje” pojačanja iznad 200 puta toliko je slabo opisano u literaturi da ćemo svakako jednom prilikom testirati stabilnost i mjeriti izobličenja kada se LM 386 konfigurira za takav rad.
Vrlo sličan mali primopredajnik opisali smo u objavi CB AM primopredajnik Radialva 3 iz 1970-tih godina, a razlika je praktično samo u tome što se kod Radialva 3 ne koristi integrirano nego tranzistorsko audio pojačalo i što se koriste isti tranzistori za oscilator prijemnika i predajnika. Ako ponovno pogledamo našu shemu vidimo da su oscilatori za prijemnik i predajnik vrlo slični, razlika je u tome što se za predajnik koristi kristal, a za prijemnik RC elementi u povratnoj vezi. Inače se kod takvih malih (dječjih) primopredajnika radi uštede elemenata redovito koristi isti tranzistor za prijemni i predajni oscilator, no ovdje je očito bilo jeftinije napraviti zasebne oscilatore jer bi prebacivanje pasivnih elemenata sklopkama bilo nešto složenije zbog ubačenog stupnja RF pojačala kod prijemnika.
Kako god bilo, čak i u 2010-tim godinama još uvijek se koriste regenerativni tipovi prijemnika, karakteristični za doba cijevne tehnike i davno zaboravljeni od danas sveprisutnih superheterodinskih i SDR prijemnika. Međutim, što se tiče broja i cijene potrebnih elektroničkih elemenata, za ovakve nezahtjevne prijemnike, gdje se ne traži ni neka posebna selektivnost ni neka posebna kvaliteta zvuka, niti najjeftiniji današnji specijalizirani čipovi, a pogotovo ne neki diskretni superi, nikako ne mogu konkurirati regenerativnom prijemniku. Zbog svoje izuzetne jednostavnosti i vrlo dobrih karakteristika regenerativni prijemnici su još uvijek omiljena tema elektroničkih eksperimenata i samogradnje.
Jeftini dječji primopredajnici zanimljivi su iz razloga jer tu možemo očekivati najjednostavnije moguće sklopove prijemnika i predajnika kojima se još uvijek može razumljivo i stabilno prenijeti govorna informacija. Tako se funkcionalan primopredajnik može napraviti već od samo dva ili tri tranzistora. Čini se da u novije vrijeme proizvođači ovakvih igračaka prelaze na slobodnu frekvenciju 2,4 GHz za koju je već razvijen ogroman broj specijaliziranih elektroničkih elemenata i gotovih RF modula. Zanimljive su zapravo sve frekvencije za koje već postoji široka proizvodnja jeftinih RF modula male snage, poput onih za najrazličitije daljinske upravljače. No čini se da besplatne CB frekvencije ipak polako izlaze iz mode jer su se u VHF, UHF te u novije vrijeme i SHF opsegu (5 GHz) masovno razvile RF tehnologije široke potrošnje (WLAN) koje su vrlo praktične zbog vrlo kratkih valnih duljina i time vrlo malih antena. Na CB primopredajniku bi morali izvući antenu u najboljem slučaju blizu metar duljine, dok su na 2,4 GHz i više te antene dugačke nekoliko centimetara i često posve skrivene unutar samog kućišta primopredajnika.