Мастер Винтик. Всё своими руками! » Простой приёмник на CD2003GB/GP

СХЕМЫ ПРОСТЫХ РАДИОПРИЕМНИКОВ на CD2003GB/GP

 В статье, ниже рассмотрим несколько вариантов простых схем радиоприёмников на недорогой микросхеме CD2003GB/GP (ТА2003Р).

Многие радиолюбители, собирая новую конструкцию, ищут схемы попроще и с хорошими техническими характеристиками. Бывает это трудно совместить, но если постараться, то найти можно.

Микросхема CD2003GB/GP (ТА2003Р) — это однокристальный АМ/ЧМ радиоприемник с раздельными трактами, с малой обвеской дополнительных радиодеталей, имеется блок автоподстройки частоты.

Напряжение питания: 1,8 — 7В

Ток потребления: режим АМ — до 8мА, режим FM до 16,5мА.

Рабочая температура: -25 … 75С

Корпус: DIP16 или SOP16

Структурная схема и назначение выводов

Типовая схема включения

Приемник на CD2003GP (аналог TA2003), варикапах, усилитель на TDA2822 и будильник на SC3610D.

Сигнал с антенны через конденсатор С6 поступает на базу транзистора 9018, на котором собран каскад антенного усилителя (УВЧ). С антенного усилителя сигнал поступает на первую ножку микросхемы CD2003GP на вход FM тюнера, далее сигнал замешивается с сигналом гетеродина (сигнал гетеродина через конденсатор С12 также подается на вход частотомера на плате индикации).

После смешивания сигнал поступает на фильтр промежуточной частоты (10.7 МГц) CF1 и с него поступает на вход усилителя промежуточной частоты на вывод №8 МС CD2003GP.

Далее усиленный сигнал внутри микросхемы подается в блок детектора ЧМ и получившийся сигнал низкой частоты с вывода №11 микросхемы поступает на УНЧ (усилитель низкой частоты), собранный на микросхеме TDA2822M, где усиливается и подается на динамик или наушники.

На транзисторе Q2 C8550, подключенном параллельно выключателю питания, выполнен ключ, включающий приемник по сигналу будильника от микросхемы часов IC3 SC3610D.

Power On/Off — кнопка с фиксацией, включает и выключает приемник, причем при нажатой кнопке приемник выключен, при отжатой — включен.

Когда приемник включен, индикатор отображает частоту принимаемой радиостанции, когда приемник выключен — индикатор переходит в режим отображения часов.

Al On/Off — нажатия на эту кнопку последовательно включают или выключают будильник.

Для установки времени надо выключить радио, затем нажать и удерживать кнопку TIMEset и нажимать или удерживать кнопку MINset для установки минут или кнопку HEset для установки часов. В режиме радиоприемника эти кнопки не функционируют.

Нажатие на кнопку ALdisp выводит на экран дисплея время, на которое установлен будильник.

Для установки будильника надо нажать и удерживать кнопки ALdisp и TIMEset и кнопками MINset и HEset установить время.

P.S. Данный или похожие наборы для сборки радиоприёмника можно купить на сайте алиэкспресс или ему подобным.

Простой приёмник для радиолюбительской УКВ радиостанции

Ниже представлена простая схема приёмника для радиолюбительской радиостанции УКВ диапазона (144-146 МГц), работающая на мс CD2003GB/GP (ТА2003Р).

Несмотря на ограничение производителя на максимальную рабочую частоту 110 МГц, м/с хорошо работает на частотах до 160 МГц.

Схема радиоприемника имеет ток потребления: при питании в 4,5 вольта — 35-50 мА (рекомендуемое производителем — 3 Вольта). Применение этой микросхемы заключается в том, что в отличие от остальных микросхем, она построена по схеме супергетеродина, а не прямого преобразования.

Все, что требуется для постройки приемника — тройка конденсаторов, три контура и фильтр ПЧ. Контура на входе и на выходе встроенного УВЧ, фильтр ПЧ можно использовать от негодных радиостанций и приемников.

Сигнал гетеродина брался с самодельного синтезатора на диапазон 145 МГц с отвода катушки ГУНа.

Так как контур на 10,7 МГц был рассчитан на прием широковещательных станций с девиацией 50-75 кГц, а у радиолюбителей около 5кГц, заменяем контур дискриминатора на обычный кварц 10,7 МГц, зашунтировав его резистором в 1-3 кОм, чтобы немного снизить добротность.

Для УНЧ достаточно использовать три транзистора или в качестве шумоподавителя и УНЧ можно использовать схему на счетверенном ОУ К1401УД2А.

Схема приёмника на частоту от 88 до 108 МГц

Характеристики:

Диапазон принимаемых частот от 88 до 108 МГц

Чувствительность при соотношении сигнал\шум 26дБ не менее 5 мкВ

Частотный спектр ЗЧ сигнала 30…16000Гц

Напряжение питания 2…6В

 

Принципиальная схема приемника на TA2003P

Входной контур отсутствует, сигнал через разделительный конденсатор С1 поступает на вход УРЧ микросхемы ТА2003Р, УРЧ резонансный, он нагружен на контур L1C9C2VD1, который перестраивается в пределах диапазона одновременно с гетеродином при помощи варикапа VD1.

Гетеродинный контур L2C3C4VD2 подключен к выводу 13 А1, он перестраивается варикапом VD2.

Перестройка по частоте принимаемого сигнала осуществляется с помощью R1, но это может быть и другой источник регулируемого напряжения от 0 до 3В.

С выхода преобразователя частоты напряжение ПЧ поступает через пъезокерамический фильтр Z1 на вход УПЧ.

В фазоздвигающей цепи частотного детектора микросхемы работает контур C7L3 настроенный на частоту ПЧ 6,5МГц. Этот контур можно заменить на кв. резонатор на такую же частоту. R4 служит для понижения добротности этого контура.

Печатная плата приёмника и расположение радиодеталей на ней

В приемнике можно использовать: Z1 — ФП1П8-62-01 (5,5МГц) или ФП1П8-62-02 (6,5МГц). L1 L2 не имеют каркасов и содержат 6 и 5 витков соответственно провода ПЭВ 0,43, их наматывают на хвостовике сверла диаметром 3 мм.

Налаживание на диапазон производится сжатием или растяжением этик катушек. L3 намотана на ферритовом стержне диаметром 2,8 мм и длиной 12 мм (стандартный подстроечник от контура МЦ или декодера ТВ 3-УСЦТ), она содержит 14 витков провода ПЭВ 0,43.

Варикапы КВ109 можно заменить на КВ104 КВ121. Микросхему ТА2003Р можно заменить без переделки платы на ТА8184Р.

Все детали смонтированы на печатной плате размерами 50*33мм.

Антенна — провод 1м.

Для радиоприемника можно применить любой УНЧ или наушники.

Настройка радиоприёмника

Подключите к радиоприемнику УМЗЧ и источник питания 3-4,5В, в динамике должно прослушиваться шипение, медленно вращая R1 попробуйте настроится на станцию. Если это не удается легонько сожмите или растяните L2, после как удалось поймать станцию, подстройте L3 путем изменения положения сердечника таким образом что бы звук был с минимальными искажениями (если необходимо подключите параллельно к С7 конденсатор на 20-50пФ).

После этого изменяя индуктивность L2 настройте гетеродинный контур так чтобы радиоприемник охватывал весь диапазон от 88 до 108 МГц. Далее настройте приемник на самую слабую станцию и настройке катушку L1 так, чтобы достичь максимальной сигнала принимаемой станции. После чего зафиксируйте все индуктивности эпоксидным клеем.

Литература: Datasheet МС CD2003GB/GP , «РК» 2001-2. Андреев С.

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ

П О П У Л Я Р Н О Е:

• Простой программатор для радиостанций Motorola

Программатор — универсальный компьютерный интерфейс (RIB — Radio Interface Box), предназначен для программирования и перепрограммирования практически всего спектра носимых и автомобильно-стационарных радиостанций компании Motorola, выпускавшихся до 2005 года.

В статье ниже, рассмотрим простой программатор для программирования радиостанций серии Motorola.

Подробнее…

• Простое цифровое управление синтезатором радиостанций

Модернизация радиостанций «Маяк», «Эстакада» и им подобных…

Описание схемы управления

Во многих радиостанциях (Маяк, Эстакада и тп.) синтезаторы управляются двоичным кодом. Для управления такими синтезаторами предлагаю собрать не сложную схему на «простой» логике. Переключаются каналы вверх / вниз двумя кнопками. Имеется возможность включить «автоматическое сканирование частот»,

Подробнее…

• Делитель для частотомера на 64/1000.

Данный делитель частоты на U813BS (U664B) можно использовать для частотомера. Его частотный диапазон от 80 до 1000МГц. Чуствительность около 10 mV. Подробнее…

Популярность: 36 032 просм.

Радиосхемы. — Модернизация старых радиоприемников

Модернизация старых радиоприемников

категория

Радиоприем

материалы в категории

А. Пахомов, г. Зерноград Ростовской обл.
Радио, 2003 год, № 1

Сравнение современных импортных радиоприемников (в основной своей массе китайско-гонконгских) с отечественными прошлых лет выпуска приводит к интересным результатам. В диапазонах СВ, ДВ и KB качественные показатели старых отечественных приемников гораздо лучше. Так, двухдиапазонный «КВАРЦ-302», производства конца 80-х годов, имел реальную чувствительность 0,4 мВ/м, что недостижимо для импортных аналогов, исключая, разумеется, дорогостоящие цифровые и профессиональные модели. На параметры приемников тех лет действовал отечественный ГОСТ5651—82, который жестко нормировал чувствительность, избирательность и другие характеристики в зависимости от группы сложности (класса).

Не вдаваясь в подробный анализ электрического тракта, отметим только, что современные малогабаритные радиоприемники выпускаются в основном в вертикальном исполнении, при котором малый горизонтальный размер радиоприемника не позволяет разместить магнитную антенну (МА) достаточной длины. При длине МА всего в несколько сантиметров уровень сигнала на входе первого каскада оказывается малым, а соотношение сигнал/шум — плохим. В результате внешне привлекательные и, казалось бы, удобные «Tecsan», «Manbo» и др. в диапазоне средних волн сильно «шумят» и не обеспечивают приемлемое качество приема. В диапазоне УКВ показатели несколько лучше, но и здесь с хорошим качеством возможен только местный прием. Из-за особенностей распространения радиоволн этого диапазона и низкой эффективности штыревой антенны диапазон УКВ (на приемнике он обозначен как FM) часто оказывается бесполезным на значительном удалении от передающих центров. В этих условиях гораздо целесообразнее иметь старый СВ-ДВ-КВ приемник, модернизировав его по предлагаемой ниже методике.

Благоприятной особенностью современных радиоприемников является питание от двух пальчиковых батарей общим напряжением 3 В. Отечественные модели работали в основном от девятивольтовой батареи «Крона». Преимущества трехвольтового питания очевидны: емкость гальванических элементов типа АА (отечественный вариант — типоразмер 316) в несколько раз выше, а стоимость даже двух штук ниже, чем одной батареи «Крона» и ее аналогов. Срок службы последней при средней громкости звучания не превышает 20…30 часов. Из-за объяснимого нежелания владельца часто менять недешевую батарею, вполне исправные отечественные радиоприемники лежат без дела. Альтернативные варианты питания также имеют недостатки: аккумуляторные батареи дороги и требуют периодической зарядки, а питание от сети сводит на нет мобильность — основное преимущество карманных радиоприемников.

Выход из положения — перевести приемник на трехвольтовое батарейное питание. Один из способов для этого предложен в [1]. Он заключается в использовании преобразования напряжения элементов АА в напряжение питания приемника 9 В. Однако при этом не удается полностью избавиться от помех. Лучший и, пожалуй, более простой способ — внести изменения в схему самого радиоприемника таким образом, чтобы обеспечить нормальный режим работы всех каскадов при напряжении питания 3 В. Это вполне возможно, причем при грамотном подходе параметры приемника (кроме выходной мощности) практически не ухудшаются.

Рассмотрим модернизацию на примере приемника «КВАРЦ-302». Его схема является типичной для приемников данной группы и показана на рис. 1 (на ней не приведены элементы МА, входных цепей и контуров гетеродина, которые при доработке вообще не трогаются). В более поздних моделях этого и других радиоприемников вместо ФСС на катушках индуктивности стали применять пьезофильтр, что, однако, не влияет на дальнейшую технологию доработки, равно как и прочие несущественные отличия в схемах транзисторных приемников.

Для увеличения кликните по изображению (откроется в новом окне)

Первый каскад на транзисторе VT1 представляет собой смеситель с совмещенным гетеродином. Режим транзистора VT1 задан смещением на базу через резистор R2 и стабилизирован питанием от параметрического стабилизатора VD1, R11, С22. Напряжение стабилизации — 1,44 В, в связи с чем удается его сохранить при снижении общего напряжения питания до 2…3 В. Для этого достаточно лишь уменьшить сопротивление балластного резистора R11 до 1 кОм.

Важно отметить, что первый каскад во многом определяет работу приемника в целом. Транзистор VT1 типа КТ315 здесь не является оптимальным: он имеет высокий уровень шумов, значительную емкость переходов и малое усиление. Гораздо лучшие результаты получаются с СВЧ транзисторами типов КТ368, КТ399А. Хотя их параметры нормируются на более высоких частотах, но область минимума шумов распространяется «вниз», вплоть до частоты 0,5 МГц (КТ399А) — 0,1 МГц (КТ368), т. е. захватывает и СВ диапазон. Коэффициент усиления этих транзисторов меньше зависит от напряжения питания, что также важно в данном случае. Автором применен транзистор КТ399А, при этом уровень шума оказался настолько мал, что в отсутствие настройки на станцию трудно даже определить, включен приемник или выключен. Таким образом, замена транзистора VT1 гарантирует повышение чувствительности, ограниченной шумами. Чтобы обеспечить нормальный режим работы гетеродина (при токе эмиттера около 1 мА), сопротивления резисторов R3 и R5 следует уменьшить соответственно до 620 Ом и 1,5 кОм.

В исходной схеме тракт ВЧ—ПЧ и первый каскад УЗЧ питаются через развязывающий фильтр R10C13. На резисторе R10 образуется падение напряжения около 1 В, что нежелательно. Во избежание потерь напряжения резистор R10 следует заменить малогабаритным дросселем ДПМ-3 от унифицированных блоков телевизоров 3-го и 4-го поколений или, в крайнем случае, просто проволочной перемычкой. Правда, в последнем случае не гарантировано отсутствие самовозбуждения при разряде элементов питания.

В тракте ПЧ весьма желательно заменить транзистор VT3 типа КТ315Б на КТ3102Е, КТ3102Д или КТ342Б, КТ342В с коэффициентом усиления 400…500. Это необходимо для того, чтобы повысить коэффициент усиления по ПЧ и тем самым сохранить чувствительность, ограниченную усилением, а также обеспечить аффективную работу АРУ. Сигнал последней через фильтр R13C23 подается на базу транзистора VT3, в связи с чем важно правильно задать его рабочую точку, уменьшив сопротивления резистора R12 до 30 кОм.

В УМЗЧ необходимо также уменьшить сопротивление резистора R8 до 39 кОм, а общее сопротивление двух параллельно включенных резисторов R21, R23 довести до 1…1,5 Ом. Для чего резисторы R21, R23 заменить одним проволочным резистором указанного сопротивления. В данном УМЗЧ предусмотрена регулировка тока покоя подстроечным резистором R16. Во избежание искажений и получения приемлемой экономичности ток покоя должен быть в пределах 5…7 мА.

Для батареи питания изготавливают обечайку с пружинными контактами, в которую должны плотно входить два элемента АА. Конструкция обечайки может быть любой, в авторском варианте она изготовлена из двусторонне фольгированного стеклотекстолита и жести, детали соединены пайкой. Размеры обечайки позволяют разместить ее в отсеке батареи «Крона».

Настройка приемника производится при свежей батарее питания, напряжение под нагрузкой которой не менее 3 В. Вначале следует проверить режимы работы всех каскадов: для транзисторов VT1—VT3 производят измерения напряжения на их коллекторах, для транзисторов VT4—VT7 — на эмиттерах (см. таблицу). На практике может потребоваться подстройка режима транзистора VT3, напряжение на коллекторе которого в отсутствие сигнала должно быть 1,4…1,6 В и регулироваться подбором резистора R12. Остальные режимы, как правило, устанавливаются автоматически при соблюдение вышеперечисленных операций.

Далее, если есть возможность, на вход УМЗЧ (VT2) подают сигнал от генератора 3Ч и, наблюдая выходной сигнал на осциллографе, подбором резистора R8 добиваются симметрии полуаолн синусоиды, а резистором R16 — отсутствия искажений типа «ступенька». Затем измеряют общий потребляемый ток в режиме молчания, который должен составлять 10 мА, и при необходимости регулируют его подстроечным резистором R16.

Как видно, предлагаемая модернизация проста и не требует больших затрат времени и средств. Достигаемый же результат впечатляет — чувствительность приемника не уменьшается (и даже несколько увеличивается), избирательность остается прежней, максимальный потребляемый ток а пиках сигнала не превышает 20 мА, работоспособность сохраняется при снижении напряжения питания до 1,8 В, срок работы радиоприемника от одного комплекта элементов АА — не менее 80 ч, а при хорошем качестве последних — более 100 ч.

Единственный параметр, ухудшающийся при переделке, — выходная звуковая мощность, которая падает до 20…30 мВт. Как правило, этого вполне достаточно, так как характеристическая чувствительность головки ВА1 весьма высока. Такую же выходную мощность имеют и большинство импортных приемников, но субъективно качество звучания переделанного оказывается лучше за счет лучших акустических свойств корпуса.

При желании модернизацию можно продолжить, собрав более мощный мостовой УМЗЧ. При этом не следует «изобретать велосипед» и изготавливать его на дискретных элементах, хотя такие схемы и опубликованы. Имеется большая номенклатура специализированных микросхем — готовых высококачественных усилителей с низковольтным питанием. На рис, 2 показана схема одного из них — УМЗЧ на микросхеме ТРА301. Вот некоторые его характеристики: выходная мощность при напряжении питания 3,3 В, КНи=0,5 %, F=1 кГц, RH=8 Ом — 250 мВт; ток покоя — менее 1,5 мА; ширина воспроизводимой полосы частот при максимальной выходной мощности — 10 кГц.

 

Близкие параметры и схемы включения имеют моноусилители на микросхемах ТРА311, ТРА701, ТРА711 [2]. Все микросхемы снабжены защитой от теплоаых и электрических перегрузок. Типовая схема их включения с необходимыми дополнительными элементами поверхностного монтажа позволяет изготовить новый усилитель в виде миниатюрного блока. Старый УМЗЧ демонтируют, оставляя только каскад предусиления на транзисторе VT2, а новый собирают поверхностным (или любым) монтажом на отдельной плате по схеме рис. 2 из [2]. Плата крепится на кронштейнах к основной в том месте, где демонтирован прежний УМЗЧ. Сигнал на вход подается с коллектора транзистора VT2 (см. рис.1), плюс питания — от батареи, емкость конденсатора С31 увеличивают до 220 мкФ. Настройки интегральный УМЗЧ не требует. Может потребоваться только подстройка каскада предварительного усиления на транзисторе VT2 по напряжению на коллекторе, указанном в таблице, подбором резистора R8.

ЛИТЕРАТУРА

1. Пахомов А. Преобразователь для питания радиоприемников. — Радио, 2000, ╧2, с.19.
2. Интегральные УМЗЧ с режимом АВ. Справочный материал. — Радиолюбитель (г Москва), 2001, ╧ 5, с. 43; ╧ 6, с. 42, 43.

 

на микросхеме и простейшего детекторного

В данной статье будут рассмотрены схемы радиоприемников, проведен анализ работы простейших конструкций. Все вы знаете, что существует несколько диапазонов радиоволн. И все они поделены на вещательные, для сотовой связи, для служебного пользования и радиолюбительские. Вещание радиостанций производится в диапазоне средних (АМ, СВ), длинных (ДВ, LW), ультракоротких (УКВ, FM) волн. И сейчас вы узнаете, как сделать простейшие устройства для приема радиостанций.

Детекторный радиоприемник

Эту конструкцию изготавливает каждый начинающий радиолюбитель. И под силу собрать его даже ребенку, так как в нем нет ничего сложного. Для изготовления вам потребуется обзавестись следующими элементами:

1. Переменным конденсатором.
2. Постоянным конденсатором емкостью свыше 4700 пФ.
3. Головными телефонами с сопротивлением обмотки более 1500 Ом. Прекрасно подойдут ТОН-2.
4. Полупроводниковым кремниевым диодом типа Д9. Впрочем, подойдет любой более современный высокочастотный.
5. Медным проводом и оправкой диаметром минимум 40 мм.

Приведенная выше принципиальная схема радиоприемника позволяет понять, как проводится соединение всех элементов. Особое внимание следует уделять конструкции антенны, заземления, катушки индуктивности. Про эти элементы необходимо поговорить отдельно. Детекторный радиоприемник может работать в диапазоне средних и длинных волн, поэтому для его функционирования нужна полноценная антенна.

Конструкция антенны, заземления и катушки

Чтобы схемы радиоприемников, приведенные в статье, работали в диапазоне СВ, ДВ, КВ, необходимо изготовить антенну. Она делается из отрезка провода. Можно использовать многожильный в изоляции, главное, чтобы сечение его было более 0,75 кв. мм. Но слишком толстый не следует использовать. Длина полотна антенны считается исходя из частоты, на которой будет работать радиоприемник. Длина полотна должна быть кратна значению частоты, выраженной в метрах. Если речь идет о диапазоне 90 метров (3200 кГц), то длина антенны должна составлять минимум 10 м. Ее необходимо подвешивать на высоте минимум 3 метра и тщательно изолировать от стен, деревьев, столбов.

В качестве заземления можно использовать трубы отопления. Но идеальным вариантом окажется металлический штырь, вбитый хотя бы на один метр в землю. Катушка наматывается только медным проводом. Причем он должен быть толщиной более 0,75 мм, для расширения возможностей можно делать отводы. Наматывается катушка на прочной оправке, концы надежно закрепляются. Обратите внимание на то, что нужно минимум 90 витков намотать, поэтому оправку подбирайте как можно длиннее. Эти схемы радиоприемников хороши только тем, что на них можно понять принцип работы подобных устройств. Но его чувствительность крайне низкая, поэтому с его помощью можно прослушивать только мощные радиостанции. Даже подключение к внешнему усилителю НЧ не спасет.

Радиоприемник на микросхеме

Выше приведена схема радиоприемника на микросхеме К174ХА34. В этом небольшом элементе собрано несколько узлов – детектор, преобразователь частоты, усилитель сигнала. Конечно, эта микросхема является устаревшей, но она до сих пор производится, и ее стоимость очень низкая. А что еще необходимо начинающему радиолюбителю? Если даже испортится такой элемент, его не жалко. Имеются также и зарубежные аналоги, позволяющие изготавливать радиоприемники для УКВ-диапазона, причем их стоимость тоже не очень большая. Приведенная схема хороша тем, что в ней нет дефицитных элементов, но она позволяет принимать радиостанции в вещательном диапазоне. Один недостаток – потребуется дополнительно изготовить усилитель низкой частоты, так как на выходе микросхемы очень слабый сигнал.

Заключение

Немного разобравшись с конструкцией радиоприемников, можно приступать к изготовлению более сложных устройств. Современная элементная база позволяет самостоятельно сделать не только приемники, усилители, но и передатчики, которые будут полезны во время отдыха на природе, для проведения строительных работ, а также для управления автомобилем. Например, для осуществления автоматического запуска. Другими словами, схемы радиоприемников настолько функциональны, что используются сегодня повсюду.

Структурные схемы радиоприемников

По принципам обработки принимаемого сигнала радиоприемники принято делить на следующие типы: прямого усиления; прямого преобразования; супергетеродинные с одинарным и двойным преобразованиями частоты

Структурная схема приемника прямого усиленияизображена на рис. 15.5. Усиление сигнала производится непосредственно на частоте принимаемого сигнала вплоть до детектора, т.е. на частоте, которая воспринимается антенной.

В данной структурной схеме можно выделить основные тракты радиоприемника: высокой частоты( до детектора) и низкой частоты.

Рисунок 15.5. Структурная схема приемника прямого усиления

Входная цепь (ВЦ) выделяет полезный сигнал из колебаний, наводимых в антенне от различных радиопередатчиков и других источников электромагнитных колебаний, и ослабляет мешающие сигналы.

Усилитель радиочастоты (УРЧ) усиливает поступающие из входной цепи полезные сигналы и обеспечивает дальнейшее ослабление сигналов мешающих станций.

Детектор (Д) преобразует модулированные колебания радиочастоты в колебания, соответствующие передаваемому сообщению: звуковому, телеграфному и др.

Усилитель низкой частоты (УНЧ) усиливает продетектированный сигнал по напряжению и мощности до величины, достаточной для приведения в действие оконечного устройства (громкоговорителя, реле, приемной телевизионной трубки и др.).

Оконечное устройство (ОУ) преобразует электрические сигналы в исходную информацию (звуковую, световую, буквенную и др.).

Приемник прямого усиления обладает плохой избирательностью, и невысокой чувствительностью, особенно в диапазонах коротких и ультракоротких волн, т.к. по мере повышения частоты возрастает полоса пропускания резонансной цепи. и кроме полезного сигнала контур будет пропускать помеху.

Сделать селективную цепь приемника прямого усиления с прямоугольной или даже близкой к ней характеристикой практически невозможно, так как этот контур должен быть перестраиваемым.

Полоса пропускания одиночного контура 2 f и его добротность Q связаны соотношением , где f _с – частота принимаемого сигнала.

Фильтры, обеспечивающие прямоугольные характеристики. — это многоконтурные системы, перестраивать которые одной ручкой настройки невозможно.

Усилитель радиочастоты, на высокой частоте ( при наличии неизбежной паразитной обратной связи , например, через источники питания или паразитные емкости) может самовозбудиться и превратиться в автогенератор. Вероятность самовозбуждения растет с ростом частоты и коэффициента усиления. Для повышения устойчивости работы УРЧ его коэффициент усиления приходится ограничивать.

Плохая избирательность и низкая чувствительность, изменяющиеся в рабочем диапазоне частот, являются существенными недостатками приемника прямого усиления, ограничивающими его использование.

Супергетеродинный приемник использует преобразователь частоты, состоящего из смесителя (С) и гетеродина (Г). На выходе преобразователя мы получаем промежуточную частоту, усиливаемую в дальнейшем усилителем промежуточной частоты (УПЧ). Преобразователь частоты — устройство, предназначенное для переноса спектра сигнала из одной области частот в другую без изменения амплитудных и фазовых соотношений между компонентами спектра

Рис. 15.6. – Структурная схема супергетеродинного приемника.

.

Форма спектра сигнала и закон модуляции сигнала не меняется. Изменяется только значение несущей частоты сигнала f _с, которая становится равной некоторой преобразованной частоте f_пр.

К преобразователю частоты кроме напряжения сигнала с частотой f_с, подводится напряжение гетеродина (маломощного автогенератора) с частотой f_г. При взаимодействии этих напряжений в преобразователе частоты возникаю составляющие различных комбинационных частот, из которых используется только одна. Обычно используется составляющая f_пр = f_г – f_с.

Рис.15.7.

Преобразование несущей частоты радиосигнала в промежуточную приводит к улучшению фильтрации соседних каналов радиосвязи.

Как и в преобразователе, закон изменения модулирующего параметра сигнала в УПЧ не меняется. Поэтому часть супергетеродинного радиоприемника от входа до детектора называют линейной относительно модулирующего напряжения высокочастотного сигнала.

Например, пусть в антенне действует ЭДС сигналов с несущими частотами f₁ = 20 МГц (полезный сигнал) и f₂ = 20,2 МГц. Относительная разность частот между станциями .

Контур в радиочастотном диапазоне имеет добротность 20-50, т.е. относительную полосу пропускания 5-2 %.

В рассматриваемом примере станция f₂ отличается от избранной всего на 1 % и поэтому будет создавать заметную помеху.

Если произвести преобразование несущей частоты f₁ , то при частоте сигнала гетеродина f_г = 20,5 МГц получаются две промежуточные частоты f_пр1 = 20,5 — 20 = 0,5 МГц и f_пр2 = 20,5 – 20,2 = 0,3 МГц, относительная разность между которыми .

Как видно, относительная разность(при использовании переноса частоты) увеличилась от 1 до 40 %. В этих условиях станция, работающая на частоте f₂, не будет помехой для фильтров преобразователя частоты, настроенных на частоту f_пр =0,5 МГц, даже если их добротность соизмерима с добротностью контуров УРЧ.

В супергетеродинных приемниках основное усиление и избирательность осуществляются после преобразования частоты в усилителе промежуточной частоты (УПЧ).

Преобразователь частоты состоит из нелинейного элемента (смесителя) и местного генератора частоты fгет (гетеродина).

На вход смесителя преобразователя частоты поступает напряжение с частотой сигнала fc и гармоническое напряжение от гетеродина с частотой fгет. Ток нелинейного элемента преобразователя частоты содержит ряд гармоник с частотами:

где п, m = 0; ±1; ±2; … − целые положительные и отрицательные числа.

Избирательная система, включенная в нагрузке преобразователя выделяет одну полезную компоненту, называемую промежуточной частотой.

На выходе преобразователя частоты включен фильтр промежуточной частоты ПФ с постоянной полосой частот, который выделяет преобразованный сигнал.

Важным достоинством супергетеродинного приемникаявляется также то, что в процессе его перестройки на другую станцию промежуточная частота f_пр не меняется. Достигается это за счет того, что при перестройке приемника на другую частоту сигнала f_с одновременно изменяется резонансная частота преселектора и частота гетеродина f_г таким образом, чтобы разность f_г – f_с = f_пр осталась неизменной. Обеспечение постоянной разности частоты настройки преселектора и частоты гетеродина в диапазоне рабочих частот называется сопряжением настройки.

Поскольку ПФ и УПЧ не перестраиваются, то их характеристики не меняются и частотная характеристика контуров УПЧ может быть получена достаточно близкой к прямоугольной, так как в нем могут быть использованы фильтры любой степени сложности. Именно по этой причине супергетеродинные приемники обеспечивают высокую избирательность.

Поскольку УПЧ работает на существенно более низкой частоте, чем УРЧ, он может обеспечить существенно большее усиление, так как усилительные свойства элементов улучшаются но мере понижения частоты. Кроме того, при снижении частоты уменьшится влияние паразитных обратных связей, что способствует повышению коэффициента устойчивого усиления УПЧ. Это позволит обеспечить высокую чувствительность супергетеродинного приемника (порядка 1 мкВ).

Недостатком супергетеродинных приемников являетсяналичие в них побочных каналов приема, главным из которых является зеркальный.

Зеркальный канал имеет несущую частоту f_зерк , отличающуюся от частоты полезного сигнала f_с на удвоенную промежуточную частоту f_зерк = f_с + f_пр (рисунок 15.8).

Рис. 15.8 – возникновение зеркальной помехи

Разность между f_зерк и f_г равна промежуточной частоте, как и в случае полезного сигнала. Поэтому на преобразователь частоты поступают одновременно сигналы станций f_с и f_зерк , и на его выходе обе станции дадут напряжение промежуточной частоты.

Сигнал частоты помехи по зеркальному каналу f_зерк , попавший на преобразователь, является помехой и его ослабление должно происходить до преобразователя частоты.

Для улучшения избирательности по зеркальному каналу:

1) промежуточная частота должна быть высокой. Тогда несущие частоты f_с и f_зерк значительно различаются. При этом коэффициент передачи входной цепи (она тоже обладает резонансными свойствами) на частоте f_зерк существенно меньше, чем на частоте f_с , и сигнал зеркальной станции будет значительно подавлен входной цепью.

2) При наличии в приемнике УРЧ зеркальная помеха дополнительно подавляется за счет избиpaтeльныx свойств УРЧ.

Другим побочным канатом является также канал прямого прохождения, частота которого равна промежуточной. Помеха на частоте, равной промежуточной, может проходить через смеситель как через обычный усилитель. УПЧ усиливает помеху канала прямого прохождения так же, как и сигнал. В супергетеродинном приемнике существуют также побочные каналы приема, связанные с преобразованием на гармониках гетеродина. Вокруг этих гармоник могут располагаться помехи с частотами, отличающимися от них на промежуточную частоту.

Мешающее действие помехи канала прямого прохождения, как и зеркального канала, может быть ослаблено только в преселекторе.

В приемниках, работающих на магистральных линиях радиосвязи, требуются более высокие чувствительность и избирательность как по соседнему, так и по зеркальному каналам. Это невозможно выполнить при выборе одной промежуточной частоты, поэтому в таких приемниках применяют двойное преобразование частоты.

При двойном преобразовании частоты первую промежуточную частоту выбирают достаточной высокой (порядка 1 МГц), за счет чего обеспечивается высокая избирательность по зеркальному каналу. Вторая промежуточная частота выбирается достаточно низкой (порядка 100 кГц), что позволяет получить высокий коэффициент устойчивого усиления в каскадах УПЧ и таким образом повысить чувствительность приемника при высокой избирательности по соседнему каналу.

 

Рис.15.9

Первую промежуточную частоту выбирают значительно выше второй.

При этом частота первого зеркального канала имеет высокое значение и эффективно подавляется в преселекторе. Напряжение с частотой второго зеркального канала опасно лишь в том случае, если оно попадает на вход второго преобразователя. Помехи этой частоты должны быть подавлены до второго смесителя.

Практически это происходит в первом УПЧ. В профессиональных приемниках коротковолнового диапазона первую промежуточную частоту иногда выбирают значительно выше частоты сигнала. Такие приемники называют инфрадинными. В инфрадинном приемнике эффективно разрешается противоречие между требованиями к высокой избирательности по зеркальному и соседнему каналам.

При высоких значениях частоты гетеродина на качество радиоприема может оказывать влияние его нестабильность. Здесь особенно важно значение стабильности частоты первого гетеродина. Уменьшить влияние нестабильности частоты первого гетеродина можно путем его выполнения в виде синтезатора частоты с заданным шагом перестройки, представляющего устройство для формирования гармонических колебаний с заданными частотами из колебаний одного или нескольких высокостабильных опорных генераторов.

Если частоту гетеродина в супергетеродинном приемнике выбрать равной частоте принимаемого сигнала, то промежуточная частота будет равна нулю. При этом в приемнике обеспечивается прямое преобразование частоты радиосигнала в низкую звуковую частоту без предварительного ее переноса на промежуточную. Подобные приемники получили название приемников прямого преобразования.

Узнать еще:

Схемы ламповых радиоприемников. Простейший ламповый приемник (11 фото)

Долгое время радиоприёмники возглавляли список самых значимых изобретений человечества. Первые такие устройства сейчас реконструированы и изменены под современный лад, однако в схеме их сборки мало что поменялось — та же антенна, то же заземление и колебательный контур для отсеивания ненужного сигнала. Бесспорно, схемы сильно усложнились со времён создателя радио — Попова. Его последователями были разработаны транзисторы и микросхемы для воспроизведения более качественного и энергозатратного сигнала.

Почему лучше начинать с простых схем?

Если вам понятна простая то можете быть уверены, что большая часть пути достижения успеха в сфере сборки и эксплуатации уже осилена. В этой статье мы разберём несколько схем таких приборов, историю их возникновения и основные характеристики: частоту, диапазон и т. д.

Историческая справка

7 мая 1895 года считается днём рождения радиоприёмника. В этот день российский учёный А. С. Попов продемонстрировал свой аппарат на заседании Русского физико-химического общества.

В 1899 году была построена первая линия радиосвязи длиной 45 км между и городом Котка. Во время Первой мировой войны получили распространение приёмник прямого усиления и электронные лампы. Во время военных действий наличие радио оказалось стратегически необходимым.

В 1918 году одновременно во Франции, Германии и США учёными Л. Левви, Л. Шоттки и Э. Армстронгом был разработан метод супергетеродинного приёма, но из-за слабых электронных ламп широкое распространение этот принцип получил только в 1930-х годах.

Транзисторные устройства появились и развивались в 50-х и 60-х годах. Первый широко используемый радиоприёмник на четырёх транзисторах Regency TR-1 был создан немецким физиком Гербертом Матаре при поддержке промышленника Якоба Михаэля. Он поступил в продажу в США в 1954 году. Все старые радиоприёмники работали на транзисторах.

В 70-х начинается изучение и внедрение интегральных микросхем. Сейчас приёмники развиваются с помощью большой интеграции узлов и цифровой обработки сигналов.

Характеристики приборов

Как старые радиоприёмники, так и современные обладают определёнными характеристиками:

1. Чувствительность — способность принимать слабые сигналы.
2. Динамический диапазон — измеряется в Герцах.
3. Помехоустойчивость.
4. Селективность (избирательность) — способность подавлять посторонние сигналы.
5. Уровень собственных шумов.
6. Стабильность.

Эти характеристики не меняются в новых поколениях приёмников и определяют их работоспособность и удобство эксплуатации.

Принцип работы радиоприёмников

В самом общем виде радиоприёмники СССР работали по следующей схеме:

1. Из-за колебаний электромагнитного поля в антенне появляется переменный ток.
2. Колебания фильтруются (селективность) для отделения информации от помех, т. е. из сигнала выделяется его важная составляющая.
3. Полученный сигнал преобразуется в звук (в случае радиоприёмников).

По схожему принципу появляется изображение на телевизоре, передаются цифровые данные, работает радиоуправляемая техника (детские вертолёты, машинки).

Первый приёмник был больше похож на стеклянную трубку с двумя электродами и опилками внутри. Работа осуществлялась по принципу действия зарядов на металлический порошок. Приёмник обладал огромным по современным меркам сопротивлением (до 1000 Ом) из-за того, что опилки плохо контактировали между собой, и часть заряда проскакивала в воздушное пространство, где рассеивалась. Со временем эти опилки были заменены колебательным контуром и транзисторами для сохранения и передачи энергии.

В зависимости от индивидуальной схемы приёмника сигнал в нём может проходить дополнительную фильтрацию по амплитуде и частоте, усиление, оцифровку для дальнейшей программной обработки и т. д. Простая схема радиоприёмника предусматривает единичную обработку сигнала.

Терминология

Колебательным контуром в простейшем виде называются катушка и конденсатор, замкнутые в цепь. С помощью них из всех поступающих сигналов можно выделить нужный за счёт собственной частоты колебаний контура. Радиоприемники СССР, как, впрочем, и современные устройства, основаны на этом сегменте. Как все это функционирует?

Как правило, питание радиоприёмников происходит за счёт батареек, количество которых варьируется от 1 до 9. Для транзисторных аппаратов широко используются батареи 7Д-0.1 и типа «Крона» напряжением до 9 В. Чем больше батареек требует простая схема радиоприёмника, тем дольше он будет работать.

По частоте принимаемых сигналов устройства делятся на следующие типы:

1. Длинноволновые (ДВ) — от 150 до 450 кГц (легко рассеиваются в ионосфере). Значение имеют приземлённые волны, интенсивность которых уменьшается с расстоянием.
2. Средневолновые (СВ) — от 500 до 1500 кГц (легко рассеиваются в ионосфере днём, но ночью отражаются). В светлое время суток радиус действия определяется приземлёнными волнами, ночью — отражёнными.
3. Коротковолновые (КВ) — от 3 до 30 МГц (не приземляются, исключительно отражаются ионосферой, поэтому вокруг приёмника существует зона радиомолчания). При малой мощности передатчика короткие волны могут распространяться на большие расстояния.
4. Ультракоротковолновые (УКВ) — от 30 до 300 МГц (имеют высокую приникающую способность, как правило, отражаются ионосферой и легко огибают препятствия).
5. — от 300 МГц до 3 ГГц (используются в сотовой связи и Wi-Fi, действуют в пределах видимости, не огибают препятствия и распространяются прямолинейно).
6. Крайневысокочастотные (КВЧ) — от 3 до 30 ГГц (используются для спутниковой связи, отражаются от препятствий и действуют в пределах прямой видимости).
7. Гипервысокочастотные (ГВЧ) — от 30 ГГц до 300 ГГц (не огибают препятствий и отражаются как свет, используются крайне ограниченно).

При использовании КВ, СВ и ДВ радиовещание можно вести, находясь далеко от станции. УКВ-диапазон принимает сигналы более специфично, но если станция поддерживает только его, то слушать на других частотах не получится. В приёмник можно внедрить плейер для прослушивания музыки, проектор для отображения на удалённые поверхности, часы и будильник. Описание схемы радиоприёмника с подобными дополнениями усложнится.

Внедрение в радиоприёмники микросхемы позволило значительно увеличить радиус приёма и частоту сигналов. Их главное преимущество в сравнительно малом потреблении энергии и маленьком размере, что удобно для переноса. Микросхема содержит все необходимые параметры для понижения дискретизации сигнала и удобства чтения выходных данных. Цифровая обработка сигнала доминирует в современных устройствах. были предназначены только для передачи аудиосигнала, лишь в последние десятилетия устройство приёмников развилось и усложнилось.

Схемы простейших приёмников

Схема простейшего радиоприёмника для сборки дома была разработана ещё во времена СССР. Тогда, как и сейчас, устройства разделялись на детекторные, прямого усиления, прямого преобразования, супергетеродинного типа, рефлексные, регенеративные и сверхрегенеративные. Наиболее простыми в восприятии и сборке считаются детекторные приёмники, с которых, можно считать, началось развитие радио в начале 20-ог века. Наиболее сложными в построении стали устройства на микросхемах и нескольких транзисторах. Однако если вы разберетесь в одной схеме, другие уже не будут представлять проблемы.

Простой детекторный приёмник

Схема простейшего радиоприёмника содержит в себе две детали: германиевый диод (подойдут Д8 и Д9) и главный телефон с высоким сопротивлением (ТОН1 или ТОН2). Так как в цепи не присутствует колебательный контур, ловить сигналы определённой радиостанции, транслирующиеся в данной местности, он не сможет, но со своей основной задачей справиться.

Для работы понадобится хорошая антенна, которую можно закинуть на дерево, и провод заземления. Для верности его достаточно присоединить к массивному металлическому обломку (например, к ведру) и закопать на несколько сантиметров в землю.

Вариант с колебательным контуром

В прошлую схему для внедрения избирательности можно добавить катушку индуктивности и конденсатор, создав колебательный контур. Теперь при желании можно поймать сигнал конкретной радиостанции и даже усилить его.

Ламповый регенеративный коротковолновой приёмник

Ламповые радиоприёмники, схема которых довольно проста, изготавливаются для приёма сигналов любительских станций на небольших расстояниях — на диапазоны от УКВ (ультракоротковолнового) до ДВ (длинноволнового). На этой схеме работают пальчиковые батарейные лампы. Они лучше всего генерируют на УКВ. А сопротивление анодной нагрузки снимает низкая частота. Все детали приведены на схеме, самодельными можно считать только катушки и дроссель. Если вы хотите принимать телевизионный сигналы, то катушка L2 (EBF11) составляется из 7 витков диаметром 15 мм и провода на 1,5 мм. Для подойдет 5 витков.

Радиоприёмник прямого усиления на двух транзисторах

Схема содержит и двухкаскадный усилитель НЧ — это настраиваемый входной колебательный контур радиоприёмника. Первый каскад — детектор ВЧ модулированного сигнала. Катушка индуктивности намотана в 80 витков проводом ПЭВ-0,25 (от шестого витка идёт отвод снизу по схеме) на ферритовом стержне диаметром 10 мм и длиной 40.

Подобная простая схема радиоприёмника рассчитана на распознавание мощных сигналов от недалёких станций.

Сверхгенеративное устройство на FM-диапазоны

FM-приёмник, собранный по модели Е. Солодовникова, несложен в сборке, но обладает высокой чувствительностью (до 1 мкВ). Такие устройства используют для высокочастотных сигналов (более 1МГЦ) с амплитудной модуляцией. Благодаря сильной положительной обратной связи коэффициент возрастает до бесконечности, и схема переходит в режим генерации. По этой причине происходит самовозбуждение. Чтобы его избежать и использовать приёмник как высокочастотный усилитель, установите уровень коэффициента и, когда дойдет до этого значения, резко снизьте до минимума. Для постоянного мониторинга усиления можно использовать генератор пилообразных импульсов, а можно сделать проще.

На практике нередко в качестве генератора выступает сам усилитель. С помощью фильтров (R6C7), выделяющих сигналы низких частот, ограничивается проход ультразвуковых колебаний на вход последующего каскада УНЧ. Для FM-сигналов 100-108 МГц катушка L1 преобразуется в полувиток с сечением 30 мм и линейной частью 20 мм при диаметре провода 1 мм. А катушка L2 содержит 2-3 витка диаметром 15 мм и провод с сечением 0,7 мм внутри полувитка. Возможно усиление приёмника для сигналов от 87,5 МГц.

Устройство на микросхеме

КВ-радиоприёмник, схема которого была разработана в 70-е годы, сейчас считают прототипом Интернета. Коротковолновые сигналы (3-30 МГц) путешествуют на огромные расстояния. Нетрудно настроить приёмник для прослушивания трансляции в другой стране. За это прототип получил название мирового радио.

Простой КВ-приёмник

Более простая схема радиоприёмника лишена микросхемы. Перекрывает диапазон от 4 до 13 МГц по частоте и до 75 метров по длине. Питание — 9 В от батареи «Крона». В качестве антенны может служить монтажный провод. Приёмник работает на наушники от плейера. Высокочастотный трактат построен на транзисторах VT1 и VT2. За счёт конденсатора С3 возникает положительный обратный заряд, регулируемый резистором R5.

Современные радиоприёмники

Современные аппараты очень похожи на радиоприёмники СССР: они используют ту же антенну, на которой возникают слабые электромагнитные колебания. В антенне появляются высокочастотные колебания от разных радиостанций. Они не используются непосредственно для передачи сигнала, но осуществляют работу последующей цепи. Сейчас такой эффект достигается с помощью полупроводниковых приборов.

Широкое развитие приёмники получили в середине 20-го века и с тех пор непрерывно улучшаются, несмотря на замену их мобильными телефонами, планшетами и телевизорами.

Общее устройство радиоприёмников со времён Попова изменилось незначительно. Можно сказать, что схемы сильно усложнились, добавились микросхемы и транзисторы, стало возможным принимать не только аудиосигнал, но и встраивать проектор. Так приёмники эволюционировали в телевизоры. Сейчас при желании в аппарат можно встроить всё, что душе угодно.

Электроника для начинающих

Здравствуйте.

Примечание

В конце статьи есть два видеоролика, которые примерно дублируют содержимое статьи и демонстрируют работу устройства.

Могу предположить, что многих здешних обитателей привлекают электронные устройства, основанные на электронных лампах (лично меня радует теплота, приятный свет и монументальность ламповых конструкций), но при этом желание сконструировать что-то теплое и ламповое своими руками часто ломается о боязнь связываться с высокими напряжениями или проблемы с поиском специфических трансформаторов. И этой статьей я хочу попытаться помочь страждущим, т.е. описать ламповую конструкцию с низким анодным напряжением, очень простой схемой, распространенными элементами и отсутствуем потребности в выходном трансформаторе. При этом это не очередной усилитель для наушников или какой-нибудь овердрайв для гитары, а намного более интересное устройство.

«Что же это за конструкция?» — спросите вы. А ответ мой прост: «Сверхрегенератор !».
Сверхрегенераторы — это очень интересная разновидность радиоприемников, которая отличается простотой схем и неплохими характеристиками, сравнимыми с простыми супергетеродинами. Сабжи были крайне популярны в середине прошлого века (особенно в портативной электронике) и предназначены они в первую очередь для приема станций с амплитудной модуляцией в УКВ диапазоне, но также могут принимать станции с частотной модуляцией (т.е. для приема тех самых обычных FM-станций).

Основным элементом данного типа приемников является сверхрегенеративный детектор, который является одновременно как частотным детектором, так и усилителем радиочастоты. Такой эффект достигается за счет применения регулируемой положительной обратной связи. Подробно описывать теорию процесса не вижу смысла, так как «все написано до нас» и без проблем осваивается по этой ссылке .

Далее в данном наборе букофф будет сделан акцент на описание постройки проверенной конструкции, ибо встреченные в литературе схемы часто сложнее и требуют более высокого анодного напряжения, что нам не подходит.

Начал я поиск схемы, удовлетворяющей поставленной требованиям, с книги товарища Туторского «Простейшие любительские передатчики и приемники УКВ» образца 1952 года. Там нашлась схема сверхрегенератора, но лампу, которую было предложено использовать я не нашел, а с аналогом схема у меня так нормально и не завелась, так что поиски были продолжены.

Затем была найдена вот эта . Она уже подходила мне лучше, но в ней присутствовала зарубежная лампа, которую найти еще сложнее. В итоге было принято решение начать эксперименты с использованием распространенного примерного аналога, а именно, лампы 6н23п, которая прекрасно себя чувствует в УКВ и может работать при не слишком большом анодном напряжении.

Взяв за основу эту схему:

И проведя ряд экспериментов была сформирована следующая схема на лампе 6н23п:

Данная конструкция работает сразу (при правильном монтаже и живой лампе), причем выдает неплохие результаты даже на обычные наушники-вкладыши.

Теперь подробнее пройдемся по элементам схемы и начнем с лампы 6н23п (двойной триод):

Чтобы понять правильное расположение ног лампы (информация для тех, кто раньше с лампами дел не имел), нужно повернуть ее ножками к себе и ключом вниз (сектор без ножек), тогда представший перед вами прекрасный вид будет соответствовать картинке с распиновкой лампы (работает и для большинства других ламп). Как видно по рисунку, в лампе целых два триода, но нам нужен всего один. Вы можете использовать любой, никакой разницы нет.

Теперь пойдем по схема слева на право. Катушки индуктивности L1 и L2 лучше всего мотать на общем круглом основании (оправке), идеально для этого подходит медицинский шприц диаметром 15мм, причем L1 желательно мотать поверх картонной трубки, которая с небольшим усилием движется по корпусу шприца, чем обеспечивает регулировки связи между катушками. В качестве антенны к крайнему выводу L1 можно припаять кусок провода или же припаять антенное гнездо и использовать что-то более серьезное.

L1 и L2 желательно мотать толстым проводом для повышения добротности, например, проводом 1мм и больше с шагом 2мм (особая точность тут не нужна, так что можете особо не заморачиваться с каждым витком). Для L1 нужно намотать 2 витка, а для L2 — 4-5 витков.

Далее идут конденсаторы C1 и C2, которые представляют собой двухсекционный конденсатор переменной емкости (КПЕ) с воздушным диэлектриком, он является идеальный решением для подобных схем, КПЕ с твердым диэлектриком использоваться нежелательно. Наверное, КПЕ является самым редким элементом данной схемы, но его довольно легко найти в любой старой радиоаппаратуре или на барахолках, хотя его можно заметить и двумя обычным конденсаторами (обязательно керамическими), но тогда придется обеспечивать подстройку с помощью импровизированного вариометра (прибора для плавного изменения индуктивности). Пример КПЕ:

Нам нужно всего две секции КПЕ и они обязательно должны быть симметричны, т.е. иметь одинаковую емкость в любом положении регулировки. Их общей точной будет служить контакт подвижной части КПЕ.

Затем следуется цепочка гашения выполненная на резисторе R1 (2.2МОм) и конденсаторе C3 (10 пФ). Их значения можно менять в небольших пределах.

Катушка L3 выполняет роль анодного дросселя, т.е. не позволяется высокой частоте пройти дальше. Подойдет любой дроссель (только не на железном магнитопроводе) с индуктивностью 100-200 мкГн, но проще намотать на корпус сточенного мощного резистора 100-200 витков тонкого медного эмалированного провода.

Конденсатор C4 служит для отделения постоянной составляющей на выходе приемника. Наушники или усилитель можно подключать непосредственно к нему. Емкость его может варьироваться в довольно больших пределах. Желательно, чтобы C4 был пленочный или бумажный, но с керамическим тоже будет работать.

Резистор R3 представляет собой обычный потенциометр на 33кОм, который служит для регулирования анодного напряжения, чем позволяет менять режим лампы. Это необходимо для для более точной подстройки режима под конкретную радиостанцию. Можно заменить на постоянный резистор, но это нежелательно.

На этом элементы закончились. Как видите схема очень простая.

И теперь немного по поводу питания и монтажа приемника.

Анодное питание можно смело использовать от 10В до 30В (можно и больше, но там уже немного опасно подключать низкоомную аппаратуру). Ток там совсем небольшой и для питания подойдет БП любой мощности с необходимым напряжением, но желательно, чтоб он был стабилизирован и имел минимум шумов.

И еще обязательным условием является питание накала лампы (на картинке с распиновкой он обозначен как нагреватели), так как без него она работать не будет. Тут уже токи нужны поболее (300-400 мА), но напряжение всего 6.3В. Подойдет как переменное 50Гц, так и постоянное напряжение, причем оно может быть от 5 и до 7В, но лучше использовать каноничное 6.3В. Лично я не пробовал использовать 5В на накале, но скорее всего все будет нормально работать. Накал подается на ножки 4 и 5.

Теперь про монтаж. Идеальным является расположение всех элементов схемы в металлическом корпусе с подключенной к нему в одной точке землей, но будет работать и вообще без корпуса. Так как схема работает в УКВ диапазоне, все соединения в высокочастотной части схемы должны быть максимального короткими для обеспечения большей стабильности и качества работы устройства. Вот пример первого прототипа:

При таком монтаже все работало. Но с металлическим корпусом-шасси немного стабильнее:

Для таких схем идеальным является навесной монтаж, так как он дает хорошие электрические характеристики и позволяет без особых затруднений вносить поправки в схемы, что с платой уже не так просто и аккуратно получается. Хотя и мой монтаж аккуратным назвать нельзя.

Теперь по поводу наладки.

После того как вы на 100% убедились в правильности монтажа, подали напряжение и ничего не взорвалась и не загорелось — это значит, что скорее всего схема работает, если использованы правильные номиналы элементов. И вы скорее всего услышите в наушниках шумы. Если во всех положениях КПЕ вы не слишите станции, и вы точно уверены, что у вас принимаются вещательные станции на других устройствах, то попробуйте изменить количество витков катушки L2, этим вы перестроите частоту резонанса контура и возможно попадете на нужный диапазон. И пробуйте крутить ручку переменного резистора — это тоже может помочь. Если совсем ничего не помогает, то можно поэкспериментировать с антенной. На этом наладка завершается.

На этом этапе все самое основное уже сказано, а представленное выше неумелое повествование можно дополнить следующими роликами, которые иллюстрируют приемник на разных этапах разработки и демонстрируются качество его работы.

Чисто ламповый вариант (на макетном уровне):

Вариант с добавлением УНЧ на ИМС (уже с шасси):

Звук, похожий на позвякивание фужеров и рюмочек, раздающийся из коробки с радиолампами, напоминал подготовку к торжеству. Вот они, похожие на ёлочные игрушки, радиолампы 6Ж5П 60-х годов…. Пропустим воспоминания. Вернуться к старинной консервации радиодеталей побудил просмотр комментариев к посту
«Детекторные и прямого усиления приёмники УКВ(FM) диапазона» , включающих в себя схему на радиолампах и конструкцию приёмника на этот диапазон. Таким образом, я решил дополнить статью построением лампового регенеративного приёмника УКВ диапазона (87,5 – 108 МГц).

Ретро-фантастика, таких приёмников прямого усиления, на такие частоты, да ещё на лампе, в промышленном масштабе не делалось! Время вернуться в прошлое и собрать в будущем схему.

0 – V – 1, детектор на лампе и усилитель для телефона или динамика.

В юности я собирал на 6Ж5П любительскую радиостанцию диапазона 28 – 29,7 МГц, где использовался приёмник с регенеративным детектором. Помню, отличная получилась конструкция.

Желание слетать в прошлое было настолько сильным, что я просто решил сделать макет, а уже потом, в будущем оформить всё как следует, а потому прошу простить за ту небрежность в сборке. Очень интересно было узнать, как всё это будет работать на частотах FM диапазона (87,5 – 108 МГц).

Из всего, что было под рукой, собрал схему, и она заработала! Практически весь приёмник состоит из одной радиолампы, а учитывая, что в настоящее время в диапазоне FM работает более 40 радиостанций, неоценимо и торжество радиоприёма!

Фото1. Макет приёмника.

Самое трудное, с чем столкнулся, так это питание радиолампы. Получилось сразу несколько блоков питания. От одного источника (12 вольт) питается активная колонка, уровня сигнала хватило для работы динамика. Импульсным блоком питания с постоянным напряжением 6 вольт (подкрутил крутку к этому номиналу) запитал накал. Вместо анодного, подал всего 24 вольта от двух последовательно соединенныхмалогабаритных аккумуляторов, думал, хватит для детектора и действительно хватило. В дальнейшем, наверно, будет целая тема – малогабаритный импульсный блок питания для небольшой ламповой конструкции. Где будут отсутствовать громоздкие сетевые трансформаторы. Похожая тема уже была: «Блок питания лампового усилителя из деталей компьютеров».

Рис.1. Схема радиоприёмника FM диапазона.

Это пока только проверочная схема, которую я изобразил по памяти из очередной старинной хрестоматии радиолюбителя, по которой когда-то собирал любительскую радиостанцию. Оригинал схемы я так и не нашёл, поэтому в данном эскизе найдёте неточности, но это неважно, практика показала, что отреставрированная конструкция вполне работоспособна.

Напомню, что детектор называется регенеративным потому, что в нём используется положительная обратная связь (ПОС), которая обеспечивается неполным включением контура к катоду радиолампы (к одному витку по отношению к земле). Обратной связь называется оттого, что часть усиленного сигнала с выхода усилителя (детектора) обратно прикладывается к входу каскада. Положительная связь потому, что фаза обратного сигнала совпадает с фазой входного, что и даёт прирост усиления. При желании место отвода можно подбирать, меняя влияние ПОСили повышая анодное напряжение и тем самым усиливая ПОС, что скажется на росте коэффициента передачи детектирующего каскада и громкости, сужением полосы пропускания и лучшей селективности (избирательности), и, как негативный фактор, при более глубокой связи неизбежно приведёт к искажениям, фону и шумам, и в конце концов к самовозбуждению приёмника или превращению его в генератор высокой частоты.

Фото 2. Макет приёмника.

Настройку на станции осуществляю подстроечным конденсатором 5 – 30 пФ, а это крайне неудобно, поскольку диапазон весь забит радиостанциями. Хорошо, ещё, что не все 40 радиостанций вещают из одной точки и приёмник предпочитает брать только близко расположенные передатчики, ведь его чувствительность всего 300 мкВ. Для более точной настройки контура, диэлектрической отвёрткой чуть давлю на виток катушки, смещая его по отношению к другому так, чтобы добиться изменения индуктивности, что обеспечиваетдополнительную подстройку на радиостанцию.

Когда я убедился, что всё работает, то всё разобрал и распихал «кишки» по ящикам стола, однако на следующий день опять всё подсоединил воедино, такая неохота была расставаться с ностальгией, настраиваться на станции диэлектрической отвёрткой, подёргивать головой в такт музыкальных композиций. Это состояние продолжалось несколько дней, и с каждым днём я старался сделать макет более совершенным или завершённым для дальнейшего использования.

Попытка запитать всё от сети принесла первую неудачу. Пока анодное напряжение подавалось от аккумуляторов, фона 50 Гц не было, но стоило подключить сетевой трансформаторный блок питания, фон появился, правда, напряжение вместо 24 теперь возросло до 40 вольт. Пришлось помимо конденсаторов большой ёмкости (470 мкФ) по цепям питания добавить регулятор ПОС, на вторую (экранирующую) сетку радиолампы. Теперь настройка производится двумя ручками, так как уровень обратной связи ещё меняется по диапазону, а для удобства настройки я использовал плату с переменным конденсатором (200 пФ) от предыдущих поделок. При уменьшении обратной связи фон пропадает. В комплект к конденсатору увязалась и старая катушка из предыдущих поделок, большего диаметра (диаметр оправки 1,2 см, диаметр провода 2 мм, 4 витка провода), правда один виток пришлось замкнуть, чтобы точно попасть в диапазон.

Конструкция.

В городе приёмник хорошо принимает радиостанции, расположенные в радиусе до 10 километров, как на штыревую антенну, так и провод длиной в 0,75 метра.

Хотел сделать УНЧ на лампе, но в магазинах не оказалось ламповых панелей. Пришлось вместо готового усилителя на микросхеме TDA 7496LK , рассчитанного на 12 вольт, поставить самодельный на микросхеме МС 34119 и запитать его от постоянного напряжения накала.

Просится ещё усилитель высокой частоты (УВЧ), чтобы уменьшить влияние антенны, что сделает настройку стабильнее,улучшит соотношение сигнал/шум, тем самым поднимет чувствительность. Хорошо бы УВЧ тоже сделать на лампе.

Всё пора заканчивать, речь шла только о регенеративном детекторе на диапазон FM .

А если сделать к этому детектору сменные катушки на разъёмах то

получится всеволновый приёмник прямого усиления как АМ, так и ЧМ.

Прошла неделя, и я решил сделать приёмник мобильным с помощью простенького преобразователя напряжения на одном транзисторе.

Мобильный блок питания.

Чисто случайно обнаружил, что старый транзистор КТ808А подходит к радиатору от светодиодной лампы. Так родился повышающий преобразователь напряжения, в котором транзистор объединён с импульсным трансформатором от старого компьютерного блока питания. Таким образом, аккумулятор обеспечивает накальное напряжение 6 вольт, и это же напряжение преобразуется в 90 вольт для анодного питания. Нагруженный блок питания потребляет 350 мА, и ток 450 мА проходит через накал лампы 6Ж5П.С преобразователем анодного напряжения ламповая конструкция получилась малогабаритной.

Теперь решил весь приёмник сделать ламповым и уже опробовал работу УНЧ на лампе 6Ж1П, она нормально работает при низком анодном напряжении, а ток накала у неё в 2 раза меньше чем у лампы 6Ж5П.

Схема радиоприёмника на 28 МГц.

Монтаж радиостанции на 28 МГц.

Дополнение к комментариям.

Если чуть изменить схему на рис.1, добавив две — три детали, то получится сверхрегенеративный детектор. Да, ему присуще «бешеная» чувствительность, хорошая избирательность по соседнему каналу, что нельзя сказать об «отличном качестве звука». Мне пока не удаётся получить хороший динамический диапазон от сверхрегенеративного детектора, собранного по схеме рис.4, хотя для сороковых годов прошлого века можно было считать, что этот приёмник обладает отличным качеством. Но помнить историю радиоприёма надо, а поэтому на очереди сборка суперсверхрегенеративного приёмника на лампах.

Рис. 5. Ламповый сверхрегенеративный приёмник диапазона FM (87.5 — 108 МГц).

Да, кстати, по поводу истории.
Я собрал и продолжаю собирать коллекцию схем довоенных (период 1930 – 1941 г.) сверхрегенеративных приёмников на УКВ диапазон (43 – 75 МГц).

В статье «Ламповый сверхрегенеративный приёмник ЧМ (FM) »

Я повторил редко встречающуюся в настоящее время схему сверхрегенератора 1932 года. В этой же статье собирается коллекция схем сверхрегенеративных УКВ приёмников за период 1930 — 1941 годы.

Идеей создания этой конструкции, была необходимость изготовления простого устройства, позволяющее принимать на советский ламповый приемник оба диапазона УКВ и ФМ в полной мере, без переделки самого приемника. Также одним из требований была простота изготовления, минимум деталей и полное отсутствие настройки сего девайса. данная конструкция позволяет принимать советский УКВ диапазон (63-73МГц) и ФМ диапазон (88-108МГц) разбитый на 2 под диапазона. Разделение ФМ диапазона связано с тем, что сам УКВ блок приемника перестраивается только на 10МГц.

В результате поисков и проб различных схемных решений родилась вот такая схема:

Итак, рассмотрим схему: основным элементом схемы является комбинированная лампа 6ф1п. На троидной части лампы собран генератор (гетеродин) , частота которого стабилизирована кварцевым резонатором. Генерация происходит на последовательном резонансе, по этому кварц будет работать на первой механической гармонике . Это обстоятельство необходимо учитывать при повторенни данной конструкции. На пентодной части собран смеситель (преобразователь частоты), который и преобразует частоты станций ФМ диапазона в частоты диапазона УКВ.

Работает это устройство следующим образом: Когда переключатель S1 находится в верхнем по схеме положении, анод триода и 2я сетка пентода закорочены по ВЧ через конденсатор С4 на землю, тем самым переключая пентодную часть 6ф1п в режим обычного усилителя высокой частоты и исключая генерацию триодной части.

Когда переключатель диапазонов S1 находится в среднем или нижнем по схеме положении, в цепь обратной связи триода вклюается кварцевый резонатор, тем самым обеспечивая работу гетеродина на выбранной частоте. Так же сигнал гетеродина с анода триода подается на 2ю сетку пентодной части лампы где происходит смешивание сигнала гетеродина и сигнала принятого антенной через конденсатор С1 и усиленного пентодом. На аноде пентода выделяется сумма и разница этих сигналов. УКВ блок будет выделять станции которые при сумме или разнице гетеродина и принятых ФМ станций будут попадать в УКВ диапазон. Например станция вещающая на частоте 88,0 МГц и гетеродине работающим на частоте 25МГц будет приниматься на частоте 88-25=63МГц.

Конструкция и детали:

кварц на 25МГц я выпаял из нерабочей материнской платы компьютера. Найти кварц на 35МГц работающий на первой механической гармонике мне найти не удалось. Купленные кварцы устойчиво «заводились» на частоте 11,6МГц (35/3) . Пришлось поставить кварц на 100МГц по третьей гармонике. Т.е на первой гармонике он работает на частоте 33,333МГц.

Само устройство собрано в подходящем по размеру корпусе из жести. Выглядит оно вот так:

Испытания проводились с ламповым приемником «Октава» 1957 года выпуска.

В заключении хочу отметить, что укв блок приемника Октава расчитан на симметричную антенну, а средняя точка входного контура заземлена. Подключаяя конвертор к различным половинкам антенного входа одни и теже станции принимались с разной громкостью. Для чистоты эксперимента подключал как внешнюю антенну (кусок провода) к конвертору, так и встроенную. Прием на встроенную антенну оказался более уверенным (на укв диапазоне) , чем без приставки на ту же антенну.

Удачных экспериментов!!!
Артем (UA3IRG)

Конструкция «выходного дня».

Потерпев, можно сказать, неудачу при изготовлении блоков УКВ с индуктивной настройкой, решил попробовать сделать блок УКВ с КПЕ. Но с чего начать? В СССР в «ламповую эпоху» ничего подобного не выпускалось. А хотелось для начала хотя бы посмотреть, как это все реализовывалось в промышленных изделиях. Пришлось опять обратиться к зарубежным источникам.
В Интернете нашел довольно много различного материала (схемы, описания, фотографии и т.д.) по зарубежным ламповым УКВ тюнерам. (Именно «тюнерам», т.е. приемникам без УНЧ.) Кстати, нигде в тюнерах, работающих в диапазоне 88-108 МГц не используется индуктивная настройка — только КПЕ!
За рубежом (особенно в США и Японии) идея создания радиокомплекса из отдельных, функционально законченных модулей, начала развиваться уже в середине 50-х годов. Уже тогда ряд фирм выпускали широкий ассортимент усилителей, тюнеров, ресиверов и т.д. Наиболее известные из них — это Fisher, Harman Kardon, Kenwood, Sansui, Scott, Sherwood и ряд других. Особенно хочется выделить тюнеры фирм Marantz и McIntosh , настолько качественные изделия, что и сейчас вызывают чувство восхищения.

На фото — знаменитые Marantz 10В с панорамным индикатором на осциллографической трубке и McIntosh MR71 с хромированным шасси.

Но спустимся на Землю. Так же ряд фирм в 60-е годы выпускали наборы для самостоятельной сборки (KIT) ламповых усилителей, тюнеров и т.д. Среди них весма популярны были KIT-ы фирм Scott, Heathkit, Dynaco и другие. Меня заинтересовал набор FM-3 фирмы Dynaco для самостоятельной сборки лампового стерефонического УКВ тюнера. Почему? Ну, во-первых, на него я нашел большое количество технической документации — схемы, подробное описание сборки и налаживания, чертежи плат, монтажные схемы и т.д. Во-вторых, существует много «фанатских» сайтов, форумов, где народ делится своими проблемами и их решениями. Ну и, наконец, схемотехника этого устройства — это, практически, то, чего мне хотелось.

Полная инструкция по сборке и налаживанию Dyna FM-3:

Статья в журнале Valve некоего Джона Будды по коренной модернизации тюнера:

Еще одна статья по ремонту и модернизации тюнера:

Сайт, где собрано много информации по Dyna FM-3:

Осталось решить «маленькую проблемку» — найти подходящий КПЕ. Кстати, я обратил внимание, что на импортных схемах никогда не указывается емкость КПЕ. В лучшем случае — тип и номер по каталогу фирмы-поставщика. Такая же ситуация и с контурами, катушками, трансформаторами и т.д. Даже в сервис-мануалах.
Несколько поездок на «Юнону», поиски по магазинам, фирмам, торгующим радиодеталями так же ничего не дали. Нет, например, у немцев в интернет-магазине Опперманна подходящие КПЕ есть, причем несколько видов. Но это у немцев…
В моем распоряжении был только строенный блок КПЕ от «Ригонды-102», но емкость 10…516 пФ не позволяют использовать его в блоке УКВ. Нужно было что-либо близкое к 10…30 пФ или что-то около того. Я вспомнил, что где-то когда-то читал про т.н. «укорачивающие конденсаторы». Чаще всего этот «фокус» используют на КВ — для согласования антенны и при «растягивании» участка диапазона. Суть его состоит в том, что последовательно с КПЕ включается конденсатор постоянной емкости, при этом суммарную емкость можно подогнать под требуемые величины. Я перерыл всю доступную мне литературу и ничего толком не нашел по этому вопросу. Потом случайно в журнале «Радио» № 10-1969 г., стр. 61, в разделе «Консультация» нашел ответ редакции радиолюбителю по методике расчета укорачивающего конденсатора. Формула там «трехэтажная»:

где «дельта С» — требуемое перекрытие по емкости КПЕ, в пФ, С макс и Смин — максимальная и минимальная емкости стандартного блока КПЕ в пФ. (Формулу нужно записать в одну строку — так будет понятнее).
Посчитал, несколько раз проверил — вроде бы все хорошо.
Решил попробовать сделать макет модифицированного блока УКВ Dyna FM-3 (из Valve ).

Схема модифицированного блока УКВ тюнера Dyna FM-3.

Фактически за выходные сделал «макетное шасси» из куска белой жести и полностью собрал схему. Вместо 6922 использовал 6Н23П — практически полный аналог, вместо 6АТ8 — 6Ф1П, что, конечно же, далеко не одно и то же… Но другого ничего не было. В итоге получилось вот такое «чудо»:

На фото — «шасси-пятиминутка» и конструкция выходного контура ПЧ.

На фото — вид на готовый блок УКВ сверху и подвал шасси.

Выходной контур ПЧ намотан на каркасе фильтра ПЧ телевизора УНТ47/59. Антенная, ВЧ и катушка гетеродина — на старых фторопластовых каркасах от моего первого приемника. Стабилитрон закреплен непосредственно на шасси. Про укорачивающие конденсаторы — чуть выше.

Что можно сказать про эту конструкцию? Да, вобщем-то, нечего… Не заработала она у меня. Вообще. Гетеродин так и не подал признаков жизни, ну а все остальное при этом уже не имеет никакого значения. Провозился я с ним долго — недели две. Перепробовал все что можно, но безрезультатно. Все-таки, я думаю, основная причина неудачи в лампе 6Ф1П. Но не исключаю и КПЕ. Хотя вся эта затея изначально была похожа на аферу…

Что ж, отрицательный результат — то же результат. Я занялся чтением умных книжек.

Структурные схемы радиоприемников.

В настоящее время находят применение приемники прямого усиления, регенеративные, суперрегенеративные, супергетеродинные с одинарным и двойным преобразованиями частоты. Рассмотрим более подробно структурные схемы приемника прямого усиления и супергетеродинного.

Ha рисунке 3.7 представлена структурная схема приемника прямого усиления.

Рисунок 3.7. Структурная схема приемника прямого усиления

 

Входная цепь (ВЦ) выделяет полезный сигнал из всей совокупности колебаний, наводимых в антенне от различных радиопередатчиков и других источников электромагнитных колебаний, ослабляет мешающие сигналы. Усилитель радиочастоты (УРЧ) усиливает поступающие из входной цепи полезные сигналы и обеспечивает дальнейшее ослабление сигналов мешающих станций. Детектор (Д) преобразует модулированные колебания радиочастоты в колебания, соответствующие передаваемому сообщению: звуковому, телеграфному и др. Усилитель низкой частоты (УНЧ) усиливает продетектированный сигнал по напряжению и мощности до величины, достаточной для приведения в действие оконечного устройства (громкоговорителя, реле, приемной телевизионной трубки и др.). Оконечное устройство (ОУ) преобразует электрические сигналы в исходную информацию (звуковую, световую, буквенную и др.).

Приемник прямого усиления не может обеспечить хорошую избирательность и высокую чувствительность, особенно в диапазонах коротких и ультракоротких волн. Это объясняется тем, что по мере повышения частоты возрастает полоса пропускания резонансной цепи. Так, полоса пропускания одиночного контура 2 f и его добротность Q связаны соотношением

где f _с – частота принимаемого сигнала.

На высоких частотах полоса пропускания контура возрастает и кроме полезного сигнала контур будет пропускать помеху.

Заметим, что сделать селективную цепь приемника прямого усиления с прямоугольной или даже близкой к ней характеристикой практически невозможно, так как этот контур должен быть перестраиваемым. Фильтры, обеспечивающие прямоугольные характеристики. — это многоконтурные системы, перестраивать которые одной ручкой настройки невозможно. В связи с этим приемник прямого усиления обладает плохой избирательностью.

Усилитель радиочастоты, осуществляющий усиление радиосигналов с различными несущими частотами, при наличии неизбежной паразитной обратной связи (например, через источники питания или паразитные емкости) может самовозбудиться и превратиться в автогенератор. Вероятность самовозбуждения растет с ростом частоты и коэффициента усиления. Для повышения устойчивости работы УРЧ его коэффициент усиления приходится ограничивать. Поэтому чувствительность приемника прямого усиления оказывается относительно низкой. Например, для того чтобы УРЧ обеспечил на входе детектора необходимое для линейного детектирования напряжение 0,1 В, напряжение на его входе, характеризующее чувствительность, должно быть не менее 1000 мкВ. Плохая избирательность и низкая чувствительность, изменяющиеся в рабочем диапазоне частот, являются существенными недостатками приемника прямого усиления, ограничивающими его использование.

От указанных недостатков свободен супергетеродинный приемник (рисунок 3.8). Его отличительной особенностью является использование в нем преобразователя частоты, состоящего из смесителя (С) и гетеродина (Г). На выходе преобразователя мы получаем промежуточную частоту, усиливаемую в дальнейшем усилителем промежуточной частоты (УПЧ).

Рисунок 3.8. Структурная схема супергетеродинного приемника.

 

Преобразователем частоты называется устройство, предназначенное для переноса спектра сигнала из одной области частот в другую без изменения амплитудных и фазовых соотношений между компонентами спектра. Поскольку при таком переносе форма спектра сигнала не меняется, то не будет меняться и закон модуляции сигнала. Изменяется только значение несущей частоты сигнала f _с, которая становится равной некоторой преобразованной частоте f_пр.

К преобразователю частоты кроме напряжения сигнала с частотой f_с, подводится напряжение гетеродина (маломощного автогенератора) с частотой f_г. При взаимодействии этих напряжений в преобразователе частоты возникаю составляющие различных комбинационных частот, из которых используется только одна. Обычно используется составляющая f_пр = f_г – f_с.

На практике значение f_пр обычно меньше частоты несущей сигнала f_с, но больше частоты модулирующего сигнала F_c.

Поскольку преобразованная частота f _пр занимает промежуточное значение между f_с и F _с, то она называется промежуточной частотой.

Название супергетеродин составное (супер+гетеродин), в котором слово гетеродин указывает на характерный для супергетеродинных приемников каскад-гетеродин. Этот каскад является неотъемлемой частью преобразователя частоты. Приставка супер означает, что в супергетеродинных приемниках преобразованная частота f_пр расположена в области частот выше (сверх) частоты модуляции F_c.

Преобразование несущей частоты радиосигнала в промежуточную приводит к улучшению фильтрации соседних каналов радиосвязи. Например, пусть в антенне действует ЭДС сигналов с несущими частотами f₁ = 20 МГц (полезный сигнал) и f₂ = 20,2 МГц. Относительная разность частот между станциями:

Контур в радиочастотном диапазоне имеет добротность 20-50, т.е. относительную полосу пропускания 5-2%. В рассматриваемом примере станция f₂ отличается от избранной всего на 1% и поэтому будет создавать заметную помеху. Если произвести преобразование несущей частоты f₁, то при частоте сигнала гетеродина f_г = 20,5 МГц получаются две промежуточные частоты f_пр1 = 20,5 — 20 = 0,5 МГц и f_пр2 = 20,5 – 20,2 = 0,3 МГц, относительная разность между которыми

.

Как видно, относительная разность увеличилась от 1 до 40%. В этих условиях станция, работающая на частоте f₂, не будет помехой для фильтров преобразователя частоты, настроенных на частоту f_пр =0,5 МГц, даже если их добротность соизмерима с добротностью контуров УРЧ.

В супергетеродинных приемниках основное усиление и избирательность осуществляются после преобразования частоты в усилителе промежуточной частоты (УПЧ). Важным достоинством супергетеродинного приемника является то, что в процессе его перестройки на другую станцию промежуточная частота f_пр не меняется. Достигается это за счет того, что при перестройке приемника на другую частоту сигнала f_с одновременно изменяется частота гетеродина f_г таким образом, чтобы разность f_г – f_с = f_пр осталась неизменной.

Следовательно, при перестройке супергетеродинного приемника достаточно изменить резонансные частоты входной цепи, УРЧ и гетеродина. Перестраивать УПЧ при этом не требуется. Поскольку УПЧ не перестраивается, то его характеристики не меняются. При этом частотная характеристика контуров УПЧ может быть получена достаточно близкой к прямоугольной, так как в нем могут быть использованы фильтры любой степени сложности. Именно по этой причине супергетеродинные приемники обеспечивают высокую избирательность.

Поскольку УПЧ работает на существенно более низкой частоте, чем УРЧ, он может обеспечить существенно большее усиление, так как усилительные свойства элементов улучшаются, но мере понижения частоты. Кроме того, при снижении частоты уменьшится влияние паразитных обратных связей, что способствует повышению коэффициента устойчивого усиления УПЧ. Это позволит обеспечить высокую чувствительность супергетеродинного приемника (порядка 1 мкВ).

Недостатком супергетеродинных приемников является наличие в них побочных каналов приема, главным из которых является зеркальный.

Зеркальный канал имеет несущую частоту f_зерк, отличающуюся от частоты полезного сигнала f_с на удвоенную промежуточную частоту f_зерк = f_с + f_пр (рисунок 1.9).

Рисунок 3.9. К вопросу возникновения зеркальной помехи

 

Частоты f_с и f_зерк расположены зеркально симметрично относительно частоты гетеродина f_г. Разность между f_зерк и f_г равна промежуточной частоте, как и в случае полезного сигнала. Поэтому если на преобразователь частоты поступают сигналы станций f_с и f_зерк, то на его выходе обе станции дадут напряжение промежуточной частоты. Если сигнал частоты f_с является полезным, то сигнал частоты f_зерк, попавший на преобразователь, является помехой. Очевидно, что ослабление помехи по зеркальному каналу должно происходить до преобразователя частоты. Для улучшения избирательности по зеркальному каналу промежуточная частота должна быть высокой. Тогда несущие частоты f_с и f_зерк значительно различаются. При этом коэффициент передачи входной цепи (она тоже обладает резонансными свойствами) на частоте f_зерк существенно меньше, чем на частоте f_с, и сигнал зеркальной станции будет значительно подавлен входной цепью. При наличии в приемнике УРЧ зеркальная помеха дополнительно подавляется за счет избирательных свойств УРЧ.

Однако при высокой промежуточной частоте уменьшается коэффициент устойчивого усиления УПЧ и расширяется его полоса пропускания, что приводит к снижению чувствительности приемника и его избирательности по соседнему каналу. Как видно, требование к величине промежуточной частоты довольно противоречиво.

Другим побочным канатом является канал, частота которого равна промежуточной. Сигнал такой частоты, поступающий на вход преобразователя, без каких-либо изменений попадает па УПЧ. Для его устранения радиовещательные станции не должны работать на промежуточной частоте, а случайные помехи с частотами, близкими к промежуточной, должны быть подавлены соответствующими фильтрами на входе приемника.

В приемниках, работающих на магистральных линиях радиосвязи, требуются более высокие чувствительность и избирательность как по соседнему, так и по зеркальному каналам. Это невозможно выполнить при выборе одной промежуточной частоты, поэтому в таких приемниках применяют двойное преобразование частоты. При двойном преобразовании частоты первую промежуточную частоту выбирают достаточной высокой (порядка 1 МГц), за счет чего обеспечивается высокая избирательность по зеркальному каналу. Вторая промежуточная частота выбирается достаточно низкой (порядка 100 кГц), что позволяет получить высокий коэффициент устойчивого усиления в каскадах УПЧ и таким образом повысить чувствительность приемника при высокой избирательности по соседнему каналу.

---

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Радиоприемники

В серии К174 имеется микросхема К174ХА10, содержащая все узлы стандартного супергетеродинного радиоприемника: преобразователь частоты, УПЧ и УЗЧ с выходной мощностью до 0,5 Вт. Микросхема К174ХА10 работоспособна при напряжении питания от 3 до 9 В и потребляет (при малой громкости) 8 -10 мА. Используя часть ее узлов, можно собрать и простой приемник прямого усиления . Преобразователь частоты в этой схеме не используется, УПЧ служит как УРЧ, а детектор и УЗЧ работают по прямому назначению.

Схема радиоприемника на К174ХА10 представлена на рис. 1.

Входной контур с магнитной антенной могут быть выполнены так же, как и в предыдущей конструкции. Для повышения чувствительности использован истоковый повторитель на транзисторе VT1, если же очень высокая чувствительность не нужна, его допустимо исключить, подсоединив катушку связи между общим проводом и левым (по схеме) выводом конденсатора С2.

УПЧ в этой МС выполнен на дифференциальных каскадах и подсоединен к симметричному входу детектора, поэтому оказался необходим симметрирующий широкополосный трансформатор Т1. Он наматывается на кольце диаметром 7-10 мм из феррита с магнитной проницаемостью 1000-1500 и содержит 100-200 витков любого тонкого провода. Наматывать трансформатор целесообразно двумя сложенными вместе проводами; затем начало одного провода соединяется с концом другого, образуя средний вывод. При нежелании заниматься этой работой, достаточно несколько изменить схему: вывод 14 МС соединить с проводом питания непосредственно, а вывод 15 — через подстроечный резистор сопротивлением 100 кОм. Он регулируется по минимальным искажениям при детектировании, которые получаются несколько выше, а коэффициент передачи примерно вдвое ниже, чем с трансформатором.

Продетектированный сигнал ЗЧ подается через фильтрующую цепочку С8 — R3 — С9 на регулятор громкости R4 и далее, на вход УЗЧ. Динамическая головка может иметь сопротивление от 6 до 50 Ом, но оптимальным следует считать 8 Ом.

Магнитная антенна приёмника — плоский стержень из феррита 400НН 4х16х60 мм. Катушка индуктивности L1 содержит 250 витков провода ПЭВ-2 0,1÷0,15 мм, а L2 — 83 витка провода ПЭВ 0,21мм.

Налаживание радиоприёмника производят подбором номинала резистора R2 добиваются максимальной чувствительности устройства. При самовозбуждении между выводами 9 и 11 микросхемы следует включить конденсатор ёмкостью 4700÷10000 пф. Окончательную настройку выполняют подгонкой диапазона принимаемых частот.

Нечаев И.А.

Радиоприёмник на многофункциональной микросхеме

Радио.- 1994 №7 — с18.

Схема простого радиоприемника AM

Введение

Как вы знаете, до появления Интернета и телевидения радиовещание было основным средством информации и новостей. Таким образом, радиовещание осуществляется с помощью модуляции FM или AM. В FM-модуляции частота модулируется, в то время как в AM изменяется амплитуда. Хотя AM-вещание старше FM. Сначала AM был изобретен в 1920 году. Позже он не использовался как FM-сигналы, но все же для экстренного вещания иногда считается лучшим способом.

Итак, если кто-то инженер-электронщик или инженер по телекоммуникациям, лучше об этом узнать. И, поскольку это несложно сделать и легко создать, поэтому в этой статье мы попытаемся сделать и понять простую схему радиоприемника AM в домашних условиях.

Компоненты оборудования

S. No	Название компонента	Значение	Кол-во
1	Конденсаторы C1, C2, C3, C4	0.1 мкФ, 470 пФ, 10 мкФ	1, 1, 2
2	Резистор R1, R2, R3, R4	1 МОм, 22 кОм, 4,7 кОм, 1 кОм,	1, 1, 1, 1
3	Аккумулятор	9 В	1
4	Транзистор Q1, Q2	2n2222 / 2655c	2
5	Индуктор L1	200uH	1
6	Переменный резистор VR1	4.От 7K до 10K	1
7	Переменный конденсатор VC1	4-40pf	1
8	Динамик	8 Ом	1

Принципиальная схема

Рабочее объяснение

В этом простом радиоприемнике AM переменный конденсатор и катушка вместе образуют настроенную цепь или контур резервуара. Эта схема принимает сигнал от антенны, регулирует желаемую частоту и передает ее на транзистор Q1.Там транзистор усиливает заданный модулированный сигнал и демодулирует сигнал. Теперь транзистор Q2 предназначен для вывода звука. На эмиттере NPN-транзистора (первый транзистор Q1) часть сигнала возвращается на катушку L1. Значение этой обратной связи можно регулировать с помощью потенциометра, подключенного к цепи. Конденсатор C4 подключен к коллектору Q2, который является выходом схемы и, следовательно, управляет нагрузкой. Конденсатор C3 заряжается транзистором Q2, а питающий транзистор Q1 — резистором R1.

Применение и использование

• Для радиовещания.
• Для практического понимания амплитудной модуляции.

ECE 4760 Заключительный проект

Питер Лой- pel29, Стефани Панкоуст- slp56

Общая картина нашего проекта.

Введение

Целью нашего проекта было создание недорогого и удобного в использовании FM-радиоприемника.

В нашем проекте используется интегральная схема FM-приемника для выполнения блоков предварительной обработки, необходимых до того, как можно будет услышать желаемые аудиосигналы.Радиочастота слишком высока для обработки с нашим доступным оборудованием и ATMega644. Мы интегрировали ЖК-дисплей для связи с пользователем и клавиатуру, чтобы пользователь мог взаимодействовать с приемником и менять станции. Наша первоначальная идея проекта заключалась в создании приемника, который мог бы хранить аудио, а затем в разработке радио, которое могло бы создать список воспроизведения данной радиостанции. Информация о названии песни отправляется вместе с модулированным аудиосигналом через систему, называемую RBDS (система данных радиовещания).Хотя нам не удалось заставить работать функцию RBDS, мы включили некоторые фоновые, аппаратные и программные компоненты в раздел RBDS Приложения, чтобы, возможно, будущая группа могла расширить наш проект для реализации функции с использованием RBDS.

Дизайн высокого уровня

Справочная информация

Радиосигналы FM (частотной модуляции) передаются на несущей частоте в диапазоне от 87,5 МГц до 108,0 МГц. Каждой станции предоставляется 0.2 МГц для вещания своего сигнала (в Соединенных Штатах), однако обычно используется максимум 0,15 МГц для предотвращения помех соседним каналам. Входящий сигнал необходимо сначала демодулировать, что включает в себя несколько этапов, включая малошумящий усилитель, частотный смеситель и другие блоки обработки FM-сигналов аппаратного уровня. Для выполнения этих этапов предварительной обработки мы использовали однокристальный FM-радиоприемник AIROHA AR1010. Здесь стоит упомянуть, что мы время от времени ссылаемся на приемник AR1010 FM и документы на приемник AR1000 как взаимозаменяемые.И AR1010, и AR1000 являются приемниками AIROHA. Единственная разница между ними заключается в том, что AR1000 поддерживает RBDS, а AR1010 — нет. Нам не удалось получить AR1000, который был бы полезен для целей нашего проекта, но большая часть вспомогательной литературы по конструкции нашего FM-приемника предназначена для AR1000.

Функциональность

Клавиатура для управления радио.

Наш радиоприемник может выполнять следующие функции:

• Увеличение или уменьшение частоты
• Поиск следующей станции с сильным сигналом вверх или вниз
• Установите до 3 избранных радиостанций, которые позже будут доступны для быстрой настройки
• Отрегулируйте порог сканирования для обнаружения более сильных или более слабых станций

Как уже упоминалось, в США частоты разделяются на.2 МГц (100,1, 100,3, 100,5 и т. Д.). Однако в других регионах слова станции могут быть разделены только на 0,1 МГц. Поэтому, чтобы учесть обе возможности, мы решили разрешить пользователю настраиваться вверх или вниз с шагом 0,1 МГц.

Пользователь управляет приемником с клавиатуры, показанной на рисунке справа. Кнопки соотносятся с функциональностью следующим образом:

• 1, Настройка
• 2, сканирование вверх
• 3, Увеличить порог сканирования
• 4, Tune down
• 5, сканирование вниз
• 6, Уменьшить порог сканирования
• 9, сбросить порог сканирования
• 0, перейти к / сохранить избранную станцию ​​1
• F, перейти к / сохранить избранную станцию ​​2
• E, перейти к / сохранить избранную станцию ​​3
• D, Установить любимую станцию ​​

Остальные кнопки не подключены, нажатие на них не повлияет на приемник.Чтобы установить любимую станцию, пользователь должен выполнить следующие шаги:

1. Настройтесь на нужную станцию
2. Нажмите кнопку Set (D).
3. Нажмите одну из избранных кнопок (0, F или E), в которой будет сохранена станция. Любая станция, ранее сохраненная для этой кнопки, будет перезаписана.

Общая архитектура

Наш дизайн можно разбить на четыре основных компонента: связь с приемником, память избранных станций, клавиатура и ЖК-дисплей.Хотя нам не удалось включить функции RBDS в конечный продукт, мы также включили проделанную работу с аппаратными и программными аспектами, которые будут поддерживать эту дополнительную функциональность. Эти компоненты и связь между ними показаны на схеме ниже.

Логическая схема приемника.

Входящий радиосигнал передается через антенну на радиоприемник AR1010 FM. Затем коммутационная плата с приемником обрабатывает сигнал и извлекает из него левый и правый выходы, которые мы подключили к аудиоразъему.Пользователь может просто подключить динамик, чтобы слышать станцию. Однако нужен какой-то усилитель. Без него выходной сигнал не будет достаточно сильным, чтобы его можно было слышать через наушники, даже если ресивер настроен на полную громкость. Любое нажатие кнопки с клавиатуры обрабатывается микроконтроллером, который отправляет соответствующие элементы управления приемнику и соответствующее сообщение на ЖК-дисплей.

Разработка программ / оборудования

Программное обеспечение

Каждый из четырех компонентов нашей конструкции имеет программные компоненты: связь с приемником AR1010 FM, интерпретация нажатия кнопок с клавиатуры, установка избранных станций в долговременную память и отображение сообщения на ЖК-дисплее.

FM-приемник

Мы решили использовать протокол I2C для связи с AR1010. Основная причина, по которой мы выбрали I2C вместо SPI, заключалась в том, что в примере кода, доступном в Интернете, использовался I2C. Кроме того, 3-проводный интерфейс использовал 26 тактовых сигналов для выполнения простой функции записи, что усложнило бы поддержку SPI на ATmega644. Большая часть нашего кода, включающего связь I2C с приемником, была изменена из примера кода AR1000 ATMega168, доступного от Sparkfun Electronics.

Мы столкнулись со значительными трудностями со связью I2C с AR1010, основная проблема заключалась в том, что флаг, отправленный от ведомого устройства (AR1010) к ведущему устройству (Mega644), никогда не отправлялся, чтобы сигнализировать о том, что условие запуска было получено, и, следовательно, микроконтроллер зависал в состоянии ожидания. Мы просмотрели множество других наборов примеров кода, в том числе предоставленный по запросу NKC Electronics, и попытались создать программу с нуля, используя информацию из Руководства по программированию и доступные образцы кода для AR1010 / AR1000.Однако наша проблема сохранялась, пока мы не вернулись к нашему исходному образцу кода. Хотя мы все еще не уверены, почему именно флаг STC не был установлен для других кодов, мы пришли к выводу, что первоначальная попытка не удалась из-за аппаратных ошибок, скорее всего, из-за отсутствия подтягивающих резисторов (обсуждаемых в разделе «Аппаратное обеспечение» ниже) на строки данных и часов, которые были исправлены в нашей попытке найти последовательность команд I2C, которая будет работать для нашего чипа.

Регистры на AR1010 должны быть сначала инициализированы, прежде чем может последовать какая-либо связь.Значения регистров были рекомендованы Руководством по программированию, и мы определили, что Mega644, работающий на частоте 16 МГц, не требует каких-либо изменений этих значений. Как только AR1010 сообщил, что регистры были записаны, мы смогли начать обмен данными.

Все функции I2C были предоставлены в примере кода, а также смоделированы на основе протоколов TWI, как указано в таблице данных Mega644. Громкость ресивера по умолчанию установлена ​​на максимум, и поскольку это по-прежнему приводит к тому, что выходной сигнал слишком слаб, чтобы его можно было слышать в наушниках, мы не чувствовали необходимости настраивать регистр, определяющий громкость.

Приемник позволяет легко и быстро настраиваться на заданную частоту. Канал приемника хранится во втором регистре. Мы решили сохранить текущую частоту станции в глобальной переменной, так как мы хотели иметь доступ к станции, которую мы слушаем, в других аспектах программы без необходимости каждый раз читать регистр. Частота всегда будет иметь минимум один десятичный знак (в МГц) и будет находиться в диапазоне от 87,5 МГц (875 кГц) до 108 МГц (1808 кГц), поэтому сохранение станции в кГц позволяет представить значение в виде 16-битного целого числа.Канал, который будет записан в регистр 2, который соответствует заданной частоте, можно рассчитать следующим образом:

Частота RF (в кГц) = 690 + CHAN

Эта функция также была предоставлена ​​в Руководстве по программированию. Как только новый канал был записан, на ЖК-дисплей было отправлено сообщение, чтобы уведомить пользователя об обновленной станции. Функция настройки принимает простое значение 1 или 0, чтобы определить, должен ли тюнер идти вверх (1) или вниз (0).

В примере кода также предусмотрена функция, позволяющая выполнять более динамическую настройку.Функция Tune Hi-Lo смотрит на RSSI (значение регистра, отражающее мощность сигнала), чтобы помочь ему точно настроить частоту. При тестировании этой функции мы не заметили существенной разницы в настройке, поэтому решили использовать более прямой метод, как описано ранее.

Основной алгоритм сканирования описан в Руководстве по программированию и реализован в примере кода. Как и функция настройки, приемник может сканировать вверх или вниз, в зависимости от входного параметра. Кроме того, минимальная мощность радиостанции, необходимая для остановки сканирования на этой конкретной частоте, зависит от порогового значения, установленного в регистре.Мы изменили код, чтобы пользователь мог увеличивать, уменьшать или сбрасывать порог до исходного значения. Таким образом, если пользователь решит, что приемник пропускает станции, которые все еще слышны, что может быть просто не идеально, он или она может уменьшить порог с помощью функции changeThreshold.

Мы экспериментально определили наилучшее значение по умолчанию для порога, попробовав разные значения и выполнив сканирование, чтобы определить, какой порог улавливает истинные станции в данной области.Результаты этого обсуждаются далее в разделе «Анализ чувствительности FM-приемника».

Клавиатура

Наша программа, после завершения инициализации всех компонентов проекта, входит в цикл, который сканирует клавиатуру на предмет нажатия кнопок. Моделируя лабораторную работу 2 KeytestGCC644.c, код распознает, когда могло произойти нажатие, и подтверждает его через конечный автомат. Затем он обрабатывает, какая кнопка была нажата, прежде чем выполнять соответствующие функции для этой кнопки, как описано в разделе функциональных возможностей выше.

Память любимой станции

Большинство радиостанций позволяют пользователям сохранять любимые радиостанции, к которым можно получить доступ одним нажатием кнопки. Для поддержки этой функции мы назначили четыре нижние кнопки для сохранения в памяти избранных радиостанций. Три левых предназначались для хранения станций. Глобальный флаг определяет, сигнализирует ли пресса о том, что пользователь хочет слушать сохраненную в данный момент станцию, а не устанавливать станцию. Этот флаг можно переключить с помощью самой нижней правой кнопки клавиатуры.

Избранные станции хранятся в EEPROM Mega644. Мы решили использовать EEPROM, чтобы при сбросе микроконтроллера или его включении после выключения (разумное использование) любимые станции по-прежнему устанавливались. Единственный способ стереть станции — это перепрограммировать микроконтроллер. Мы записали три любимые станции в виде трех слов (станция находится в кГц, поэтому требуется 16 бит) в четных местах, поскольку память имеет байтовую адресацию. Однако перед сохранением станций мы проверили назначенный байт (адрес 1, поскольку ячейка памяти EEPROM 0 не является полностью надежной), чтобы убедиться, что ячейки памяти избранных станций содержат значимые значения.При перепрограммировании они могут быть установлены на любое значение, поэтому в этом случае мы инициализировали все избранные станции на 88,0 МГц.

ЖК-дисплей

Все функции, которые мы использовали для управления ЖК-дисплеем, были взяты из библиотеки ЖК-дисплея, представленной в лабораторной работе 1. Чтобы гарантировать, что пользователь всегда знает, что делает приемник, мы обозначили верхнюю строку как одно из следующих сообщений. :

• ЖК-дисплей Инициализирован: после сброса сообщает пользователю, что с дисплеем все в порядке
• Сейчас включен: вы настроены на станцию ​​ниже
• Все еще ищу: сканирование все еще в процессе и еще не определено на станции
• Установить в избранное: если вы нажмете одну из клавиш избранного, будет установлена ​​текущая станция
• Scan Thresh +: увеличить порог сканирования на 1
• Scan Thresh -: уменьшить порог сканирования на 1
• Reset Thresh (установить порог сканирования на исходное значение
• Ой ой: произошла ошибка при извлечении или установке любимой станции из памяти, это сообщение также может быть включено в другие аспекты отладки программы

Вторая строка ЖК-дисплея отображает текущую установленную станцию.Каждый раз, когда вызывается функция настройки (сигнализирующая, что приемник работает на новой частоте), нижняя строка ЖК-дисплея обновляется. Некоторые примеры ЖК-дисплеев показаны справа.

Оборудование

Для трех наших компонентов требуется оборудование: радиоприемник AR1010 FM, ЖК-экран и клавиатура. Каждый из этих основных компонентов имеет собственное соответствующее оборудование. Соединения для ЖК-дисплея и клавиатуры были смоделированы по схемам в лабораторной работе 1 и лабораторной работе 2 соответственно.

AR1010

AR1010 должен питаться от источника питания 3 В. Чтобы создать этот источник питания, мы создали схему переключения напряжения, которая взяла наш источник питания 5 В и создала постоянный источник 3 В. См. Схему преобразователя 3 В в приложении. Сдвигатель напряжения состоит из транзистора, который создает постоянное напряжение на базе 0,7В. Напряжение на базе создается подстроечным резистором 10 кОм. Поэтому мы отрегулировали напряжение, поступающее от подстроечного резистора, до 3.7V и, таким образом, создал источник питания 3V.

AR1010 обменивается данными с Mega644 через двухпроводной интерфейс с использованием протокола I2C. Для работы двухпроводного интерфейса линии передачи данных и синхронизации должны быть подключены к подтягивающим резисторам. Мы использовали резисторы 10 кОм для подтягивающих резисторов, как рекомендовано схемой установки AR1010.

Наконец, AR1010 требует антенны для приема радиосигнала. NKC Electronics, дистрибьюторы, которые подарили нам образец микросхемы AR1010 и коммутационной платы, рекомендовали провод диаметром 31 дюйм и 22 калибра.Сначала мы попробовали лабораторный провод длиной около 3 футов, и он работал отлично. Изображение нашего оборудования

ЖК-дисплей и клавиатура

ЖК-дисплей был настроен точно так же, как в описании лаборатории 1 стандарта ECE 4760. Мы подключили его к порту A платы STK500. Контрастность контролировалась подстроечным резистором 10 кОм.

Клавиатура была настроена точно так же, как в описании ECE 4760 lab 2. Мы подключили его к порту D платы STK500.

Результаты

В целом, за исключением нашей реализации RBDS, наше оборудование и программное обеспечение работали очень хорошо.В итоге наш FM-приемник, ЖК-дисплей и клавиатура работали точно так, как планировалось. Мы проанализировали общую функцию FM-приемника, функциональность порога чувствительности FM-приемника, эволюцию конструкции нашего FM-приемника и функциональность нашей конструкции. Наша реализация RBDS, включая ее ошибки, находится в приложении.

Анализ функциональности FM-приемника

При тестировании каждой функции нашего FM-приемника мы не обнаружили никаких проблем. Клавиатура без проблем управляет функциями, а на ЖК-дисплее правильно отображаются соответствующие сообщения.Единственной функцией, которая требовала дополнительных испытаний, была функция сканирования и влияние порога чувствительности.

Анализ пороговых значений чувствительности FM-приемника

Одним из факторов, которые мы исследовали при разработке программного обеспечения, было влияние порога чувствительности на то, какие станции FM-приемник мог улавливать. Порог чувствительности представлял собой 7-битную переменную, допускающую настройки в диапазоне от 0 до 127. В следующей таблице показано, какие станции мы могли принимать при различных порогах:

TH = 1	TH = 5	TH = 20	TH = 30	TH = 50
88.1	88,1	88,1	88,1	НЕТ
91,7	91,7	91,7	91,7
92,8	92,8	93,5	93,5
93,5	93.5	96,0	96,0
96,0	96,0	97,3	97,3
103,7	100,3	103,7
107,1	103,7	108.0
108,0	107,1
	108,0

Как и ожидалось, установка очень низкого порога чувствительности позволила обнаружить больше станций, но проблема в том, что некоторые из этих радиостанций фактически не существовали.Станции 100.3, 103.5 и 107.1 не являются настоящими радиостанциями в районе Итаки, штат Нью-Йорк. В то время как 92,8, 96,0 и 108,0 не являются настоящими радиостанциями, 92,7, 95,9, 96,1 и 107,9 существуют, и приемник фактически принимал эти станции. Кроме того, установка слишком высокого порога привела к тому, что станции не были обнаружены.

Проблемы конструкции FM-приемника

При разработке FM-приемника мы столкнулись со многими проблемами. К ним относятся как аппаратные, так и программные проблемы.Когда мы впервые попробовали чип AR1010 с образцом кода от Sparkfun, мы подключили его, и ничего не произошло. Связи через двухпроводной интерфейс не было. Не зная, была ли проблема аппаратной или программной, мы попытались отладить и то, и другое одновременно. Во-первых, мы обнаружили, что даем ему источник питания 5 В, а не требуемые 3 В. Это привело к разработке нашего переключателя напряжения. Затем, как упоминалось ранее в разделе программы, мы увидели, что мы не включили подтягивающие резисторы в линии I2C.В процессе этих аппаратных исправлений нам удалось сжечь один из наших чипов AR1010. Это было вызвано тем, что подтягивающие резисторы были случайно подключены как подтягивающие резисторы. Во время отладки оборудования мы также пытались отладить программное обеспечение. Полное описание этой проблемы обсуждалось ранее в разделе программного обеспечения. Из этого мы пришли к выводу, что наша проблема была не в образце кода из Sparkfun, а в его реализации.

Анализ функциональности

Наша конструкция очень функциональна и удобна для большинства людей.Наш ЖК-экран сообщает пользователю, какую станцию ​​он слушает и какие функции выполняет в данный момент. Единственная группа людей, у которой могут возникнуть проблемы с нашим дизайном, — это люди с ослабленным зрением. Наш дизайн не повлияет на другие проекты, поскольку не создает помех. Единственное, что необходимо учитывать в функциональности, — это возможность приема FM-радиосигнала в зоне, в которой вы планируете его использовать.

Заключение

В целом наш проект не оправдал наших первоначальных ожиданий.Наша первоначальная идея проекта была нашим финальным продуктом с дополнительными функциями отображения названия песни на ЖК-дисплее и возможностью сохранять песни и воспроизводить их. Мы поняли, что у нас недостаточно времени для проекта такого масштаба, поэтому мы исключили хранение и воспроизведение песен и вместо этого решили иметь возможность сохранять названия песен и создавать плейлист с радио. Эти функции полагались на декодер системы передачи данных радиовещания (RBDS). Но нам пришлось отказаться от сохранения функции названия песни и возможности отображать название песни, потому что у нас не хватило времени.На то, чтобы заставить FM-приемник работать, потребовалось слишком много времени, и у нас не было достаточно времени, чтобы отладить проблемы, которые у нас были с декодером RBDS. Поэтому мы не могли реализовать функцию списка воспроизведения, потому что без декодера RBDS мы не могли получить название песни из радиосигнала. Я не уверен, как мы могли бы улучшить наш подход к нашему проекту. Если бы мы могли избежать первоначальных проблем с оборудованием при настройке нашего FM-приемника, у нас, возможно, было бы достаточно времени, чтобы отладить декодер RBDS и запустить его.

Единственным стандартом, используемым в нашем проекте, является стандарт I2C для двухпроводного интерфейса. Наш FM-приемник утверждал, что поддерживает I2C, и мы обнаружили, что он соответствует стандарту. Если бы не начальные проблемы с оборудованием, образец кода, предоставленный нам Sparkfun, работал бы с их реализацией I2C.

В нашей первоначальной идее проекта единственным юридическим соображением, которое у нас было, было нарушение авторских прав, поскольку мы позволяли людям хранить песни. Возможно, люди могли навсегда сохранить эти песни и распространять их нелегально.Но как только мы изменили идею нашего проекта на создание плейлиста с радио, мы устранили единственное юридическое соображение, которое у нас было.

Во всех аспектах разработки этого проекта мы следовали Кодексу этики IEEE. Во-первых, при разработке нашего кода мы отдаем должное каждому участнику. Мы процитировали не только пример кода, на котором мы построили, но и авторов другого кода, вдохновившего наш дизайн. Мы не только цитировали участников, но и воздерживались от комментариев к их кодам, чтобы не навредить их репутации.Кроме того, когда мы получали модуль FM-приемника и декодер RBDS, мы были откровенны и честны с тем, для чего планировали использовать эти микросхемы. Мы объяснили, что собираемся использовать микросхемы для нашего старшего дизайн-проекта, включим их имена в наш отчет по проекту и не будем использовать микросхемы в коммерческих целях. Кроме того, на протяжении всего нашего проекта мы обращались за помощью к Брюсу Лэнду и ассистентам преподавателя ECE 4760. Они помогли нам исправить проблемы, которые мы не знали, как исправить, и избежать упущений в наших проектах.Чтобы улучшить технические знания по всем изучаемым нами предметам, включая AR1010, I2C и RBDS, мы публикуем этот отчет онлайн на веб-сайте ECE 4760. Мы надеемся, что люди, которые ищут информацию о FM-приемниках, реализации I2C и RBDS, смогут найти нашу работу и как руководство для начала работы, и как ступеньку к дальнейшим разработкам.

Приложение

Система передачи данных радиовещания (RBDS) — не включена в окончательный проект

Фон

RBDS — это стандарт, используемый в радиопередачах для передачи других данных вместе с песней.Эти другие данные включают позывные передающей радиостанции, название воспроизводимой песни, жанр песни, погодные предупреждения и рекламные объявления. Он был опубликован в 1998 году Национальным комитетом радиосистем.

Функциональность

Декодер RBDS работает, принимая радиосигнал и затем декодируя информацию RBDS, которая отправляется с ним. Данные RBDS состоят из 4 пакетов данных, которые непрерывно отправляются с радиосигналами. Каждый из этих пакетов состоит из идентификатора группы, который определяет, какая информация содержится в этой группе, и 16-битного сообщения данных.Используя идентификатор группы, вы можете перевести сообщение с данными, используя соответствующий набор символов, указанный в стандартном документе RBDS.

В нашем проекте мы собирались использовать информацию о названии песни из сообщения RBDS и отображать ее на ЖК-дисплее. Мы также собирались позволить пользователю создавать список воспроизведения из песен по радио, сохраняя названия песен, которые указал пользователь. Эта функция была бы очень полезной, поскольку мы не смогли найти ни одного устройства, которое выполняло бы эту функцию, кроме как через потоки интернет-радио.

Аппаратное обеспечение

Нашим декодером RBDS был TDA7333N от STMicroelectronics. См. Приложение для принципиальной схемы. Для этого чипа требовалось напряжение питания 3 В, три опорных напряжения 2,65 В, 1,65 В и 0,65 В, внешний кварцевый генератор, линии данных I2C и синхронизации, а также радиосигнал. Мы использовали такое же питание 3В от FM-приемника. Мы создали эталонные напряжения с помощью потенциометров. Причина использования внешнего кварцевого генератора заключается в том, что для TDA7333N требуется определенная системная частота 8.55 МГц или 8,664 МГц. Чтобы создать эту частоту, мы использовали внешнюю частоту 16 МГц, а затем отрегулировали значения ФАПЧ в TDA7333N, чтобы создать желаемую частоту. Линии I2C — это те же линии, что и у AR1010, а радиосигнал исходит от антенны, подключенной к AR1010.

Дизайн программного обеспечения

Наша идея заключалась в том, чтобы использовать программное обеспечение для проверки группы RBDS, содержащей информацию о названии песни, и отображения ее на ЖК-дисплее. Это простая проверка, так как TDA7333N выдает номер идентификатора группы.

Наше программное обеспечение позволило Mega644 управлять TDA7333N с помощью двухпроводного интерфейса I2C. См. Код TDA_I2C.c в приложении. ВНИМАНИЕ: КОД НЕ РАБОТАЕТ. Нам не предоставили образец кода, с которого можно было бы начать, и мы не смогли найти нигде кода, написанного для этого чипа, поэтому весь код для него — наш. Код реализует те же функции I2C, что и код FM-приемника. Наш код еще не проверяет группу RBDS, которая содержит информацию о названии песни, и не отображает эту информацию на ЖК-дисплее.Причина этого в том, что нам нужно выяснить, в какой группе содержится информация о названии песни, для чего требуется связь по линии I2C между Mega644 и TDA7333N. Связь I2C не работает.

Прямо сейчас код может записывать в регистры TDA7333N, но мы не можем читать из них. Когда дается команда чтения, Mega644 никогда не получает ACK. Одна из причин этого заключается в том, что TDA7333N не совсем соответствует стандарту I2C, касающемуся чтения регистров ведомого устройства.Протокол I2C говорит, что сначала нужно отправить команду записи, чтобы инициализировать регистр, из которого вы собираетесь читать, затем вы отправляете команду чтения. TDA7333N не работает таким образом. Для этого дается просто команда чтения, и регистры считываются в определенном порядке. Вы должны прочитать все регистры перед желаемым регистром, а затем вы можете остановить транзакцию после того, как вы прочитали из желаемого регистра. Мы думаем, что этот разрыв между протоколом TDA7333N и I2C является причиной наших проблем со связью

Заключение

Нам потребовалось больше времени для внедрения декодера RBDS.Мы не смогли решить проблемы со связью между Mega644 и TDA7333N и, следовательно, не смогли получить данные RBDS.

Прокомментированный код

Схемы

Схема преобразователя постоянного напряжения 5В в 3В.

Список деталей

НОМЕР И ОПИСАНИЕ ДЕТАЛИ	ИСТОЧНИК	КОЛИЧЕСТВО	СТОИМОСТЬ / КАЖДЫЙ	СТОИМОСТЬ
			Всего	50 долларов.24
AR1010, FM однокристальный радиоприемник	Электроника NKC	1	$ 0	$ 0
Коммутационная плата для AR1010	Электроника NKC	1	$ 0	$ 0
STK500	Лаборатория ECE 4760	1	$ 15	$ 15
ATmega644	ECE 4760	1	$ 8	$ 8
Белая доска	Лаборатория ECE 4760	2	$ 6	$ 12
Штифты заголовка	Лаборатория ECE 4760	25	0 руб.05	1,25 долл. США
ЖК-дисплей, жидкокристаллический дисплей 16×2	Лаборатория ECE 4760	1	$ 8	$ 8
Клавиатура	Лаборатория ECE 4760	1	$ 6	$ 6
Подстроечные головки 10 кОм	Лаборатория ECE 4760	5	$ 0	$ 0
Аудиоразъем	Лаборатория ECE 4760	1	$ 0	$ 0
Прочие мелкие детали (резисторы, BJT и т. Д.)	Лаборатория ECE 4760	–	$ 0	$ 0
(TDA733N, декодер RBDS)	(STMicroelectronics)	(1)	0	0

Распределение задач

Питер больше работал с компонентами клавиатуры и функциями RBDS, а Стефани сосредоточилась на ЖК-дисплее и аспектах пользовательского интерфейса.Однако оба участника были вовлечены во все аспекты проекта.

Полезные документы

Техническое описание AR1010, Руководство по программированию и образец кода C были очень полезны и доступны по запросу в NKC Electronics или SparkFun Electronics.

Наш проект заимствовал lcd_lib.c и lcd_lib.h и был смоделирован на основе дизайна ar1000test.c и KeytestGCC644.c.

Мы хотели бы еще раз поблагодарить NKC Electronics за предоставление трех AR1010 с коммутационными платами.Мы также хотели бы поблагодарить Брюса Лэнда и ECE 4760 Spring 2010 TA за предоставление нам многих небольших компонентов, необходимых для нашего проекта, а также за помощь в других дизайнерских решениях (включая преобразователь 5V в 3V) и помогая нам в процессе отладки.

Поставщики и ресурсы беспроводной связи RF

О компании RF Wireless World

Веб-сайт RF Wireless World является домом для поставщиков и ресурсов радиочастотной и беспроводной связи. На сайте представлены статьи, руководства, поставщики, терминология, исходный код (VHDL, Verilog, MATLAB, Labview), тестирование и измерения, калькуляторы, новости, книги, загрузки и многое другое.

Сайт RF Wireless World охватывает ресурсы по различным темам, таким как RF, беспроводная связь, vsat, спутник, радар, волоконная оптика, микроволновая печь, wimax, wlan, zigbee, LTE, 5G NR, GSM, GPRS, GPS, WCDMA, UMTS, TDSCDMA, Bluetooth, Lightwave RF, z-wave, Интернет вещей (IoT), M2M, Ethernet и т. Д. Эти ресурсы основаны на стандартах IEEE и 3GPP. В нем также есть академический раздел, который охватывает колледжи и университеты по инженерным дисциплинам и MBA.

Статьи о системах на основе Интернета вещей

Система обнаружения падений для пожилых людей на основе Интернета вещей : В статье рассматривается архитектура системы обнаружения падений, используемой для пожилых людей.В нем упоминаются преимущества или преимущества системы обнаружения падений Интернета вещей. Читать дальше➤
Также обратитесь к другим статьям о системах на основе Интернета вещей следующим образом:
• Система очистки туалетов самолета. • Система измерения столкновений • Система отслеживания скоропортящихся продуктов и овощей • Система помощи водителю • Система умной торговли • Система мониторинга качества воды. • Система Smart Grid • Система умного освещения на базе Zigbee • Интеллектуальная система парковки на базе Zigbee. • Система умной парковки на основе LoRaWAN

---

RF Беспроводные статьи

В этом разделе статей представлены статьи о физическом уровне (PHY), уровне MAC, стеке протоколов и сетевой архитектуре на основе WLAN, WiMAX, zigbee, GSM, GPRS, TD-SCDMA, LTE, 5G NR, VSAT, Gigabit Ethernet на основе IEEE / 3GPP и т. Д. .стандарты. Он также охватывает статьи, относящиеся к испытаниям и измерениям, по тестированию на соответствие, используемым для испытаний устройств на соответствие RF / PHY. УКАЗАТЕЛЬ СТАТЬИ ДЛЯ ССЫЛКИ >>.

---

Физический уровень 5G NR : Обработка физического уровня для канала 5G NR PDSCH и канала 5G NR PUSCH рассмотрена поэтапно. Это описание физического уровня 5G соответствует спецификациям физического уровня 3GPP. Читать дальше➤

---

Основы повторителей и типы повторителей : В нем объясняются функции различных типов ретрансляторов, используемых в беспроводных технологиях.Читать дальше➤

---

Основы и типы замирания. Читать дальше➤

---

Архитектура сотового телефона 5G : В этой статье рассматривается блок-схема сотового телефона 5G с внутренними модулями 5G Архитектура сотового телефона. Читать дальше➤

---

Основы помех и типы помех: В этой статье рассматриваются помехи в соседнем канале, помехи в одном канале, Электромагнитные помехи, ICI, ISI, световые помехи, звуковые помехи и т. Д.Читать дальше➤

---

5G NR Раздел

В этом разделе рассматриваются функции 5G NR (New Radio), нумерология, диапазоны, архитектура, развертывание, стек протоколов (PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC) и т. Д. 5G NR Краткий указатель ссылок >>
• Мини-слот 5G NR • Часть полосы пропускания 5G NR • 5G NR CORESET • Форматы DCI 5G NR • 5G NR UCI • Форматы слотов 5G NR • IE 5G NR RRC • 5G NR SSB, SS, PBCH • 5G NR PRACH • 5G NR PDCCH • 5G NR PUCCH • Эталонные сигналы 5G NR • 5G NR m-последовательность • Золотая последовательность 5G NR • 5G NR Zadoff Chu Sequence • Физический уровень 5G NR • Уровень MAC 5G NR • Уровень 5G NR RLC • Уровень 5G NR PDCP

---

Учебные пособия по беспроводным технологиям

В этом разделе рассматриваются учебные пособия по радиочастотам и беспроводной связи.Он охватывает учебные пособия по таким темам, как сотовая связь, WLAN (11ac, 11ad), wimax, bluetooth, zigbee, zwave, LTE, DSP, GSM, GPRS, GPS, UMTS, CDMA, UWB, RFID, радар, VSAT, спутник, WLAN, волновод, антенна, фемтосота, тестирование и измерения, IoT и т. Д. См. УКАЗАТЕЛЬ Учебников >>

---

Учебное пособие по 5G — В этом учебном пособии по 5G также рассматриваются следующие подтемы по технологии 5G:
Учебное пособие по основам 5G Частотные диапазоны руководство по миллиметровым волнам Волновая рама 5G мм Зондирование волнового канала 5G мм 4G против 5G Испытательное оборудование 5G Сетевая архитектура 5G Сетевые интерфейсы 5G NR канальное зондирование Типы каналов 5G FDD против TDD Разделение сети 5G NR Что такое 5G NR Режимы развертывания 5G NR Что такое 5G TF

---

В этом учебном пособии GSM рассматриваются основы GSM, сетевая архитектура, сетевые элементы, системные спецификации, приложения, Типы пакетов GSM, структура или иерархия кадров GSM, логические каналы, физические каналы, Физический уровень GSM или обработка речи, вход в сеть мобильного телефона GSM, установка вызова или процедура включения питания, MO-вызов, MT-вызов, VAMOS, AMR, MSK, модуляция GMSK, физический уровень, стек протоколов, основы работы с мобильным телефоном, Планирование RF, нисходящая линия связи PS и восходящая линия связи PS.
➤Подробнее.

LTE ​​Tutorial , охватывающий архитектуру системы LTE, охватывающий основы LTE EUTRAN и LTE Evolved Packet Core (EPC). Он обеспечивает связь с обзором системы LTE, радиоинтерфейсом LTE, терминологией LTE, категориями LTE UE, структурой кадра LTE, физическим уровнем LTE, Стек протоколов LTE, каналы LTE (логические, транспортные, физические), пропускная способность LTE, агрегация несущих LTE, передача голоса по LTE, расширенный LTE, Поставщики LTE и LTE vs LTE продвинутые.➤Подробнее.

---

RF Technology Stuff

Эта страница мира беспроводной радиосвязи описывает пошаговое проектирование преобразователя частоты RF на примере преобразователя RF UP диапазона 70 МГц в диапазон C. для микрополосковой платы с использованием дискретных радиочастотных компонентов, а именно. Смесители, гетеродин, MMIC, синтезатор, опорный генератор OCXO, колодки аттенюатора. ➤Подробнее.
➤Проектирование и разработка радиочастотного трансивера ➤Конструкция RF-фильтра ➤Система VSAT ➤Типы и основы микрополосковой печати ➤ОсновыWaveguide

---

Секция испытаний и измерений

В этом разделе рассматриваются контрольно-измерительные ресурсы, испытательное и измерительное оборудование для тестирования DUT на основе Стандарты WLAN, WiMAX, Zigbee, Bluetooth, GSM, UMTS, LTE.ИНДЕКС испытаний и измерений >>
➤Система PXI для T&M. ➤ Генерация и анализ сигналов ➤Измерения слоя PHY ➤Тест устройства на соответствие WiMAX ➤ Тест на соответствие Zigbee ➤ Тест на соответствие LTE UE ➤Тест на соответствие TD-SCDMA

---

Волоконно-оптическая технология

Оптоволоконный компонент , основы, включая детектор, оптический соединитель, изолятор, циркулятор, переключатели, усилитель, фильтр, эквалайзер, мультиплексор, разъемы, демультиплексор и т. д.Эти компоненты используются в оптоволоконной связи. Оптические компоненты INDEX >>
➤Учебник по оптоволоконной связи ➤APS в SDH ➤SONET основы ➤SDH Каркасная конструкция ➤SONET против SDH

---

Поставщики беспроводных радиочастотных устройств, производители

Сайт RF Wireless World охватывает производителей и поставщиков различных радиочастотных компонентов, систем и подсистем для ярких приложений, см. ИНДЕКС поставщиков >>.

Поставщики радиочастотных компонентов, включая радиочастотный изолятор, радиочастотный циркулятор, радиочастотный смеситель, радиочастотный усилитель, радиочастотный адаптер, радиочастотный разъем, радиочастотный модулятор, радиочастотный трансивер, PLL, VCO, синтезатор, антенну, генератор, делитель мощности, сумматор мощности, фильтр, аттенюатор, диплексор, дуплексер, микросхема резистора, микросхема конденсатора, индуктор микросхемы, ответвитель, оборудование ЭМС, программное обеспечение для проектирования радиочастот, диэлектрический материал, диод и т. д.Производители RF компонентов >>
➤Базовая станция LTE ➤RF Циркулятор ➤RF Изолятор ➤Кристаллический осциллятор

---

MATLAB, Labview, встроенные исходные коды

Раздел исходного кода RF Wireless World охватывает коды, связанные с языками программирования MATLAB, VHDL, VERILOG и LABVIEW. Эти коды полезны для новичков в этих языках. ИНДЕКС ИСХОДНОГО КОДА >>
➤3-8 декодер кода VHDL ➤Код MATLAB для дескремблера ➤32-битный код ALU Verilog ➤T, D, JK, SR триггеры labview коды

* Общая информация о здравоохранении *

Выполните эти пять простых действий, чтобы остановить коронавирус (COVID-19).
СДЕЛАЙТЕ ПЯТЬ
1. РУКИ: часто мойте их
2. КОЛЕНО: Откашляйтесь
3. ЛИЦО: не трогай его
4. НОГИ: держитесь на расстоянии более 3 футов (1 м) друг от друга
5. ЧУВСТВОВАТЬ: Болен? Оставайся дома

Используйте технологию отслеживания контактов >>, соблюдайте >> рекомендации по социальному дистанцированию и установить систему видеонаблюдения >> чтобы спасти сотни жизней. Использование концепции телемедицины стало очень популярным в таким странам, как США и Китай, чтобы остановить распространение COVID-19, поскольку это заразное заболевание.

---

RF Беспроводные калькуляторы и преобразователи

Раздел «Калькуляторы и преобразователи» охватывает ВЧ-калькуляторы, беспроводные калькуляторы, а также преобразователи единиц. Сюда входят такие беспроводные технологии, как GSM, UMTS, LTE, 5G NR и т. Д. СПРАВОЧНЫЕ КАЛЬКУЛЯТОРЫ Указатель >>.
➤ Калькулятор пропускной способности 5G NR ➤5G NR ARFCN против преобразования частоты ➤Калькулятор скорости передачи данных LoRa ➤LTE EARFCN для преобразования частоты ➤ Калькулятор антенн Яги ➤ Калькулятор времени выборки 5G NR

---

IoT-Интернет вещей Беспроводные технологии

Раздел IoT охватывает беспроводные технологии Интернета вещей, такие как WLAN, WiMAX, Zigbee, Z-wave, UMTS, LTE, GSM, GPRS, THREAD, EnOcean, LoRa, SIGFOX, WHDI, Ethernet, 6LoWPAN, RF4CE, Bluetooth, Bluetooth Low Power (BLE), NFC, RFID, INSTEON, X10, KNX, ANT +, Wavenis, Dash7, HomePlug и другие.Он также охватывает датчики Интернета вещей, компоненты Интернета вещей и компании Интернета вещей.
См. Главную страницу IoT >> и следующие ссылки.
➤ НИТЬ ➤EnOcean ➤Учебник по LoRa ➤Учебник по SIGFOX ➤WHDI ➤6LoWPAN ➤Zigbee RF4CE ➤NFC ➤Lonworks ➤CEBus ➤UPB

СВЯЗАННЫЕ ЗАПИСИ

RF Wireless Учебники

Датчики разных типов

Поделиться страницей

Перевести страницу

FM-радиоприемник с использованием TDA7088

Выключатель питания представляет собой миниатюрный ползунковый переключатель сбоку, у которого есть дополнительное положение для регулировки громкости.Очевидно, это сделано для того, чтобы не использовать потенциометр, занимающий много места. Итак, у нас всего два уровня громкости; полный и что-то чуть меньше.
Насколько хорошо это работает? На самом деле довольно хорошо. По чувствительности и качеству звука производительность такая же, как у TDA7000 IC. Однако на TDA7088 отключение звука постоянно включено, поэтому некоторые более слабые станции, которые иначе могли бы быть приняты с помощью TDA7000 или TDA7010T, не могут быть приняты на TDA7088T. Кроме того, проводная антенна для наушников не так эффективна, как 75-сантиметровая телескопическая антенна, поэтому это необходимо учитывать.

Схема сканирования работает очень хорошо, практически не нужно ждать, пока радио найдет следующую занятую частоту. Как только вы достигли предела 108 МГц / с, вы должны нажать «сброс», чтобы вернуться к концу диапазона 88 МГц / с. Он не делает это автоматически, как схемы с ФАПЧ.
Эти приемники TDA7088 очень распространены в магазинах по 2 доллара (ищите кнопки «сканировать» и «сбросить»), и вам, конечно же, не стоит платить больше 5 долларов за один. Большинство из них используют китайский клон TDA7088; SC1088.Чаще всего эти дешевые FM-приемники с автоматическим сканированием также включают фонарик. Некоторые также включают AM-приемник. При этом всегда используется схема TRF, основанная на MK484 (ZN414). В этих наборах используется переменная настройка конденсатора как на AM, так и на FM. К сожалению, чувствительность AM оставляет желать лучшего из-за очень маленькой ферритовой петлевой антенны. Насколько я понимаю, это строго «местная станция». Однако качество звука хорошее, так как настроен только один контур (например, ферритовый стержень).

Электронная схема монофонического FM-приемника на TDA7088T представлена ​​на Рис. 4.12. Если он построен с компонентами SMD, он может быть помещен в спичечный коробок вместе с двумя батареями кнопочного типа. Принцип работы этого устройства изложен в предыдущей главе. Единственное новшество — это очень простой усилитель звука на транзисторе BC547, который загружается дешевыми 16-омными наушниками. Используется телескопическая антенна, как на рис. 4.8.
Небольшая неудача этого ресивера в том, что он не имеет индикации настройки станции.Эта проблема может быть решена путем добавления небольшого вольтметра параллельно к BB909, шкала которого градуирована в МГц, как описано в Приложении. Это решение не подходит для миниатюрного приемника, поскольку вольтметр с достаточно большой шкалой занимает слишком много места. В этом случае лучше использовать ручную настройку вместо автоматической. Такое решение представлено на Рис. 4.13.
Настройка осуществляется через конденсатор переменной емкости C, на кнопке которого написаны числа, аналогично тому, что показано на рис.3.11. Проще всего использовать числа от 1 до 10. Конденсатор переменной емкости такой же, как на рис.4.8. Необходимо провести некоторые эксперименты с емкостями Cx и Cy, чтобы покрыть всю полосу приема от 88 до 108 МГц.

AFC (автоматическая регулировка частоты) гетеродина осуществляется с помощью диода BA483, при котором положение станции на шкале не «выходит» за пределы шкалы.
Радиоприемник в сборе должен по-прежнему иметь громкоговоритель.Электронная схема такого приемника на TDA7088T представлена ​​на рис. 4.14. Как видно, это приемник с рис. 4.12 с аудиоприемником, выполненным на микросхеме LM386.
Максимальное значение напряжения питания постоянного тока для TDA7088T составляет 5 В, поэтому при использовании батареи 4,5 В LM386 будет работать с пониженной выходной мощностью, диод D2 и конденсатор C15 следует исключить, а R4 следует замкнуть накоротко.

Если используется батарея более высокого напряжения, должен быть активирован стабилизатор напряжения, состоящий из вышеупомянутых компонентов.D2 — стабилитрон с напряжением стабилитрона 3 В. Оптимальное значение R4 найдено экспериментально: чтобы снизить энергопотребление, он должен иметь как можно большее сопротивление, при одновременном поддержании напряжения на выводе 4 около 3 В, и устройство должно хорошо работать в течение всего приема. полоса пропускания (начинать надо, скажем, с R4 = 1,5 кОм, и если приемник работает хорошо, нужно пробовать большее сопротивление, а если не меньшее, пока не будет найдено оптимальное значение).

Рис.4.15. показывает печатную плату для ВЧ части приемника с TDA7088T, которая реализована с использованием обычных компонентов, а не SMD. На рис. 4.15-а показан внешний вид платы со стороны пайки (медь). Все компоненты, кроме TDA7088T, устанавливаются на противоположной стороне платы, их штыри продеваются через отверстия и пропаиваются через отверстия. TDA припаивается с медной стороны непосредственно к медным контактам. Поэтому на рис. Он нарисован пунктирной линией.4.15-б, где дана разводка платы со стороны компонентов.

* На Рис.4.16-а показано увеличенное в 3 раза изображение ИС и окружающих линий. Процедура пайки SMD следующая:
Тонкий слой олова нанесен на медные контакты, к которым нужно припаять ветви ИС. Первыми припаиваемыми ножками являются противоположные по диагонали ножки, в данном случае № 1 и 9. Небольшое количество олова в форме подушки (не обильное) наносится на контакты, где эти выводы должны быть припаяны (рис.4.17-а). Микросхема помещается на свое место со всеми правильно расположенными контактами. Штифт № 1 прижимается к оловянной подушке верхом штыря, при этом железная головка одновременно касается олова и конца штифта. Олово расплавляется, штифт ложится на свое место с помощью бодка и спаивается.
Теперь пора проверить расположение чипа. Если это необходимо исправить, олово, окружающее штифт № 1, оплавляется железным наконечником, и положение стружки быстро и тщательно регулируется, чтобы не перегреть штифт.Пайка штыря №9 показана на Рис. 4.17-б. Сначала железный наконечник одновременно надевается на верхнюю часть ножки и медь под ней, так что они оба нагреваются. После приложения. полсекунды железо немного снимается с ножки, но остается на медном контакте. Затем кончик тиноловой проволоки приближается к утюгу, вершине булавки и медному контакту одновременно. Проволока плавится и прилипает к меди и штифту, поэтому ее необходимо постоянно перемещать вниз. Когда нанесено достаточное количество олова, сначала удаляется оловянная проволока, затем железо и штифт №9 припаян. Еще раз проверьте, все ли контакты правильно размещены, а затем они тоже припаяны, как только что было описано. С припоями все в порядке, если они выглядят аппетитно. как на Рис. 4.17-c.

* Рис.4.15-b содержит вид со стороны компонентов печатной платы. Здесь мы использовали кнопки Siemens типа BO2AMAP-2. В общем корпусе, как видно, находятся два кнопочных переключателя, один из которых используется этим устройством. Также можно использовать любые другие кнопочные переключатели. В этом случае, вероятно, потребуются небольшие изменения в линиях печатной платы.Плата устанавливается довольно близко к краю коробки, так что стержни переключателей проходят через панель, а кнопки могут быть установлены снаружи. Также можно использовать переключатели панельного монтажа, в этом случае они подключаются к плате проводами (рис. 4.15-д).

* Можно использовать любой усилитель звука, описанный до сих пор, например тот, что с LM386, как на рис. 4.8.

* Вместо антенны можно также использовать кусок провода длиной 20 см.

4.2.2.2. Стереофонический ресивер на основе TDA7088T

Стереофоническое радиовещание осуществляется в ультракоротком диапазоне волн от 88 МГц до 108 МГц.Все радиопередатчики, работающие в этом диапазоне, являются стереофоническими, но их сигнал разработан так, что монофонические приемники также могут его читать, выполняя совместимость. Читатели, желающие более подробно ознакомиться с основами стереофонического вещания, могут обратиться к учебнику «Радиоприемники» для IV класса электротехнической школы.

При введении в эту часть необходимо рассмотреть принцип работы стереофонического радиоприемника, его структурная схема показана на рис.4.18. Сравнивая эту схему со схемой монофонического приемника, приведенной на рис.4.6, можно заметить, что они идентичны, вплоть до блока под названием «Декодер». Это означает, что, как уже было описано, на выходе из FM-детектора получается НЧ-сигнал, то есть информация, которая использовалась для выполнения частотной модуляции в передатчике. Однако это не обычный LF-сигнал, а тот, который называется «составным» (KS) или «мультиплексированным» (Mpx) сигналом. Помимо полномасштабного НЧ сигнала, используемого монофоническим приемником,

он также содержит так называемый вспомогательный сигнал, который позволяет разделить левый (L) и правый (R) каналы в стереофоническом приемнике.Например. если идет прямая трансляция музыки какой-то группы, левая часть исполнителей записывается одним микрофоном (сигнал, обозначенный буквой L), а правая часть записывается другим (это сигнал R). Эти два сигнала передаются в FM-передатчик на стадии, называемой «кодировщиком». На выходе из кодера мы имеем мультиплексированный сигнал Mpx, который косвенным образом содержит как левый (L), так и правый (R) сигнал. Частотная модуляция передатчика выполняется сигналом Mpx.В приемнике сигнал Mpx получается на выходе FM-детектора и затем направляется в декодер. Этот каскад играет роль, дополняющую роль кодера в передатчике, поэтому из него выходят два сигнала, L и D сигнал. Они усиливаются двумя одинаковыми усилителями звука, а затем воспроизводятся двумя одинаковыми громкоговорителями. Теперь слушатель может слышать левую половину исполнителей из динамика, расположенного слева от него, и правую половину из динамика, расположенного справа.Исполнители, расположенные в центре оркестра, одинаково воспроизводятся из обоих динамиков, производя впечатление на слушателя, как будто есть третий динамик, расположенный посередине, между левым и правым. На основании всего этого у слушателя создается картина о расположении исполнителей в пространстве, что значительно улучшает общее музыкальное впечатление.
Электронная схема портативного стереофонического радиоприемника с воспроизведением наушников, выполненного на TDA7088T, представлена ​​на рис.4.19. Это приемник, практическая реализация которого описана в предыдущем проекте, с добавлением декодера с TDA7040T и сдвоенного аудиоусилителя с блоками TDA7050T, о последнем говорилось в PE5.
* L3, L4 и L5 — это ВЧ дроссели, которые позволяют использовать кабель наушников в качестве приемной антенны. Это достигается подключением одного из контактов наушников от разъема через конденсатор 10 пФ к точке, в которой, в соотв. на рис. 4.14 подключена внешняя антенна. Катушки представляют собой большое сопротивление сигналам станции, не позволяя им «уйти на землю» через конденсатор емкостью 47 мФ или через выход TDA7050T.Каждая катушка имеет 3 витка CuL-проволоки диаметром 0,2 мм, продетых через ферритовые жемчужины, как показано на детали в правом углу рис. 4.19. Если предполагается использование телескопической антенны, эти катушки не используются. Принципиальная схема трехтранзисторного рефлекторного радиоприемника

Принципиальная схема этого простого трехтранзисторного радиоприемника опубликована в журнале «Practical Wireless» в декабре 1968 года, а также перепечатана в других журналах, как и журнал для радиолюбителей СССР «Радио».

Это рефлекторная схема (см. Рисунок) с регулировкой регенерации. Ферритовая рамочная антенна изготовлена ​​из стандартного ферритового стержня диаметром 8 мм и длиной 50..70 мм. Катушка L1 намотана 65 витками литцовой проволоки 7 х 0,1 мм и отводится на 13 витков снизу. С этой рамочной антенной радиоприемник будет принимать радиовещание в диапазоне AM средних волн.

В первом каскаде транзистор T1 работает как усилитель высокой частоты, а также как усилитель звука (это рефлекторный каскад).С детектора (диоды V1, V2) звуковой сигнал поступает на транзистор Т1. С помощью потенциометра R1 мы можем отрегулировать усиление приемника до максимума, но немного отклониться от этой точки, чтобы избежать разрыва цепи до автоколебаний, потому что в этом случае мы не могли слушать радиостанции AM (но мы могли принимать CW и SSB радиостанции). Регулируя подстроечный резистор C4, мы можем регулировать положительную обратную связь между входом и выходом первой ступени, так что эта обратная связь компенсирует потери в резонансном контуре L1C2 резервуара, что приводит к улучшению добротности.Отрегулируйте подстроечный резистор C4, чтобы получить автоколебание, когда потенциометр R1 установлен в такое положение, при котором управление регенерацией очень плавное.

Дроссель L2 — высокочастотная нагрузка первой ступени, этот дроссель намотан на ферритовом кольце 10x6x4 со 100..200 витками медного эмалированного провода диаметром 0,1 мм (AWG 38).

Звуковой сигнал с детектора (V1, V2) поступает на базу транзистора T1, и этот каскад усиливает сигнал. Резистор R3 является звуковой нагрузкой этого каскада, потому что дроссель L2 имеет низкий импеданс для токов звуковой частоты.Следующий каскад, сделанный из транзисторов Т1 и Т2, дополнительно усиливает звуковой сигнал.

В этом радиоприемнике мы можем использовать современные кремниевые PNP-транзисторы BC557 или аналогичные, и если мы изменим полярность источника питания, диодов и электролитических конденсаторов, мы можем использовать NPN-транзисторы BC547 или аналогичные. Диоды V1, V2 — германиевые GD9 или аналогичные. Наушники с высоким сопротивлением являются нагрузкой на аудиокаскад.

В некоторых случаях нам необходимо отрегулировать ток последнего каскада, согласовав значение резистора R4, чтобы получить напряжение на резисторе R7, равное половине напряжения (4.5В) источника питания (9В). Вместо наушников мы можем использовать резистор номиналом 5,1 кОм, и в этом случае к ресиверу можно подключить усилитель звука с помощью конденсатора 10 мкФ.

НАЗАД ГЛАВНАЯ

Радио выходит из электронного супа

Дункан Грэм-Роу

Самоорганизующаяся электронная схема ошеломила инженеров, превратившись в радиоприемник.

То, что должно было быть осциллятором, стало радио

Это случайное изобретение радио последовало за экспериментом, направленным на то, чтобы увидеть, можно ли использовать автоматизированный процесс проектирования, использующий эволюционную компьютерную программу, для «размножения» электронной схемы, называемой осциллятором. Генератор генерирует повторяющийся электронный сигнал, обычно в форме синусоидальной волны.

Пол Лейзелл и Джон Берд из Университета Сассекса в Брайтоне применили эту программу к простой схеме транзисторов и обнаружили, что колебательный выходной сигнал действительно развивается.

Но при более внимательном рассмотрении они обнаружили, что, несмотря на генерацию колебательного сигнала, сама схема на самом деле не была генератором. Вместо этого он больше походил на радиоприемник, улавливая сигнал с соседнего компьютера и передавая его на выходе.

По сути, развивающаяся схема обманывала, передавая колебания, генерируемые где-то еще, вместо того, чтобы генерировать свои собственные.

Смешивание генов

Layzell и Bird использовали программное обеспечение для управления соединениями между 10 транзисторами, подключенными к печатной плате, оснащенной программируемыми переключателями.Переключатели позволили по-разному подключать транзисторы.

Рассмотрение каждого переключателя как аналога гена позволило развиваться новым цепям. Тем, кто колебался лучше всего, позволили дожить до следующего поколения. Затем эти «наиболее приспособленные» кандидаты были скрещены путем смешивания их генов или мутированы путем внесения в них случайных изменений.

«Спустя несколько тысяч поколений вы получаете явного победителя», — говорит Лейзелл. Но почему именно радиостанция победила, до сих пор остается загадкой для них.

Для приема радиосигнала вам понадобятся другие элементы, например, антенна. После исчерпывающих испытаний они обнаружили, что длинная дорожка на печатной плате работала как антенна. Но как схема «догадалась», что это будет работать, неизвестно.

«Вероятно, произошла одна внезапная ключевая мутация, которая позволила улавливать радиочастоты», — говорит Бёрд.

Супергетеродинный FM-приемник

Блок-схема FM-приемника показана на рисунке (a).РЧ-усилитель усиливает принятый сигнал, перехваченный антенной. Затем усиленный сигнал подается на ступень смесителя. Второй вход смесителя поступает от гетеродина. Две входные частоты смесителя генерируют сигнал ПЧ 10,7 МГц. Затем этот сигнал усиливается усилителем ПЧ. На рисунке (а) показана блок-схема FM-приемника.

Блок-схема супергетеродинного FM-приемника

Выход усилителя ПЧ подается на схему ограничителя.Ограничитель удаляет шум в принятом сигнале и дает сигнал постоянной амплитуды. Эта схема требуется, когда фазовый дискриминатор используется для демодуляции FM-сигнала.

Выход ограничителя теперь подан на FM-дискриминатор, который восстанавливает модулирующий сигнал. Однако этот сигнал по-прежнему не является исходным модулирующим сигналом. Перед тем, как применить его к каскадам аудиоусилителя, его не акцентируют. Снятие выделения ослабляет высокие частоты, чтобы вернуть их к исходным амплитудам, поскольку они усиливаются или подчеркиваются перед передачей.Выходной сигнал стадии с ослабленным акцентом — это аудиосигнал, который затем подается на аудиокаскады и, наконец, на динамик.
Следует отметить, что для FM-дискриминаторов требуется схема ограничителя. Если в каскаде демодулятора вместо дискриминатора используется детектор отношения, то ограничитель не требуется. Это связано с тем, что детектор отношения ограничивает амплитуду принимаемого сигнала. На рисунке (а) пунктирный блок, закрывающий ограничитель и дискриминатор, отмечен как детектор отношения.

В FM-приемниках, как правило, АРУ не требуется, потому что амплитуда несущей поддерживается постоянной схемой ограничителя. Таким образом, вход в аудиокаскад управляет амплитудами, и уровень громкости не изменяется беспорядочно. Однако AGC может быть обеспечена с использованием детектора AGC. Это генерирует постоянное напряжение для управления усилением усилителя ВЧ и ПЧ.

ВЧ-усилитель

на полевом транзисторе

Радиочастотный усилитель в FM-приемниках использует полевые транзисторы в качестве усилительного устройства.Для этой цели также можно использовать биполярный переходной транзистор, но полевой транзистор имеет определенные преимущества перед биполярным транзистором. Они объяснены ниже:

• Полевой транзистор следует квадратичному закону в своей работе, характеристиках; кривые полевого транзистора имеют нелинейные области. Из-за нелинейности на выходе генерируются высшие гармоники частоты сигнала. Основным преимуществом полевого транзистора является то, что он генерирует только компоненты второй гармоники сигнала. Это известно как закон квадратов. Гармоники выше второй гармоники практически отсутствуют на выходе усилителя на полевых транзисторах.Высшие гармоники вызывают гармонические искажения и нежелательную дугу. В полевых транзисторах присутствует только вторая гармоника; их легко отфильтровать, используя настроенные схемы. BJT также генерируют более высокие гармоники, но они не подчиняются квадратичному закону. Следовательно, они обеспечивают больше гармонических искажений, чем полевые транзисторы. Таким образом, в усилителе RF FM-приемника всегда предпочтительнее использовать полевые транзисторы.
• В усилителях BJT кросс-модуляция возникает, если сильный сигнал соседнего канала проходит через настроенные схемы в присутствии слабого полезного сигнала.Соседний канал будет генерировать более высокие гармоники, которые могут попадать в полосу пропускания полезного сигнала. Это приведет к появлению шума и искажений на выходе. С другой стороны, эффект перекрестной модуляции минимизирован в усилителях на полевых транзисторах, поскольку нежелательный соседний канал также будет производить только свои составляющие второй гармоники, которые могут не попадать в полосу пропускания желаемого канала и, таким образом, легко отфильтровываются. .
• Входное сопротивление полевого транзистора становится небольшим из-за небольшого входного емкостного реактивного сопротивления полевого транзистора на очень высоких частотах FM.Это позволяет легко согласовать малый импеданс антенны, обычно 100 Ом, с малым входным импедансом ПЭТ. Это невозможно с BJT.

Цепь ограничителя

Схема ограничителя используется в FM-приемнике для удаления шума, присутствующего в пиках принимаемого сигнала, и для устранения любых изменений амплитуды в принимаемом сигнале; выход ограничителя имеет постоянную амплитуду. Это очень важно для FM-приемников, потому что изменение амплитуды принимаемой несущей приведет к неверному воспроизведению аудиосигналов.На рисунке (b) показана типовая принципиальная схема цепи ограничителя, используемой в FM-приемнике.

Цепь ограничителя , используемая в FM-передатчике

Типичная принципиальная схема ограничителя, использующего полевой транзистор, показана на рисунке (b). Эта схема имеет смещение утечки на затворе, через резисторы R. и C. Сопротивление истока R _S , а конденсатор шунтирования истока C, Конденсатор C _N обеспечивает нейтрализацию сигнала, проходящего через внутреннюю емкость между затвором и стоком.Ограничивающее действие обеспечивается схемами затвора и стока.

Действие ограничения ворот

Если входное напряжение увеличивается, то соответственно увеличивается смещение затвора полевого транзистора. Увеличение отрицательного смещения на затворе снизит коэффициент усиления усилителя. Это уменьшит выходной сигнал схемы, поэтому на дискриминатор будет подаваться сигнал постоянной амплитуды. Следует отметить, что при малых входных напряжениях ограничивающее действие не произойдет, так как не будет заметного изменения напряжения смещения затвора.Ограничивающее действие имеет место только для больших входных сигналов.

Действие ограничения слива

Ограничивающее действие для колебаний с малой амплитудой достигается за счет использования контура стока. Источник постоянного тока стока поддерживается на уровне, равном половине нормального постоянного напряжения стока через падающее сопротивление Rd. При таком расположении низкие входные напряжения приводят к насыщению выходного тока.