Приемник прямого преобразования на микросхеме К174ХА2.

Делаем приемник прямого преобразования на микросхеме К174ХА2.

За последнее время мною было изготовлено несколько регенеративных радиоприемников. Одни понравились больше , другие меньше. В целом, регенераторы оставили очень хорошее впечатление.  Был также изготовлен и опробован приемник прямого преобразования на встречно-параллельных диодах, который оставил только положительные впечатления от своей работы.

Со всеми этими конструкциями можно ознакомиться в рубрике Радиоприемники. , а также на главной странице сайта.

На моем канале YouTube можно воочию убедиться в работоспособности этих радиоприемников.

Настало время опробовать еще одну конструкцию В. Т. Полякова- приемник прямого преобразования на микросхеме К174ХА2.

Схема приемника прямого преобразования на К174ХА2 ( импортный аналог-TCA440 , A244) была опубликована еще в 1997 году. После этого появились публикации с некоторыми доработками данной схемы.

Для повторения выберем несколько доработанный вариант, который был опубликован в журнале Радио №5 за 2001 год:

По сравнению с оригинальной схемой, здесь добавлен аттенюатор, регулятор усиления по НЧ, ФНЧ на катушке L3 и двухтактный  эмиттерный повторитель на транзисторах VT1 и VT2 для обеспечения работы на низкоомные широко распространенные мультимедийные телефоны.

Описание  мною изготовленного приемника прямого преобразования на К174ХА2.

  Как всегда, вношу некоторые изменения в  схему повторяемых  устройств.

Из-за нежелания мотать трансформатор Т1 отказался от аттенюатора, хотя в некоторых случаях он может быть очень полезен. Для обеспечения громкоговорящего приема применил выходной усилитель НЧ на микросхеме TDA2822M.

Финальная принципиальная схема приемника прямого преобразования на К174ХА2 выглядит так:

Приемник предназначен для наблюдения за работой любительских радиостанций в диапазонах 160, 80, 40 и 20м работающих телеграфом  (CW ) или однополосной модуляцией (SSB). Сигнал с антенны поступает на входной контур L2C3, который настроен на середину выбранного диапазона. Через конденсатор С2 сигнал поступает на вход усилителя радиочастоты. Коэффициент усиления усилителя РЧ регулируется переменным резистором R2. Усиленный сигнал поступает на смеситель, сюда же поступает высокочастотное напряжение с гетеродина.

Гетеродин работает на частоте принимаемого сигнала. Частотозадающими элементами гетеродина являются катушка  L4, конденсаторы С11, С12, С14. По частоте гетеродин перестраивается конденсатором переменной емкости С14. В коллекторную цепь одной пары транзисторов смесителя включен резистор нагрузки R1, на котором выделяется звуковая частота.

Далее сигнал звуковой частоты фильтруется ФНЧ (L3, С1, С9) и поступает на вход усилителя ПЧ ( вывод 12 микросхемы К174ХА2), который в данном случае служит усилителем НЧ. Коэффициент усиления усилителя НЧ регулируется переменным резистором R4. С вывода 7  микросхемы К174ХА2 сигнал звуковой частоты поступает на оконечный усилитель НЧ, собранный на микросхеме TDA2822M по типовой схеме.

Катушки L1, L2, L4 намотаны на типовых четырехсекционных каркасах с ферритовыми подстроечными сердечниками и помещены в экраны.

Эскиз каркаса катушек приемника:

Поскольку в данном приемнике гетеродин работает на частоте принимаемого сигнала очень важна экранировка катушек, а также размещение их как можно дальше друг от друга.

В качестве катушки ФНЧ применена готовая катушка от промышленного фильтра Д3,4 индуктивностью 105 мГн.

Разумеется, что эту катушку можно намотать и на ферритовых кольцах марки 1500НМ…3000НМ, или применить универсальную магнитную головку от старого кассетного магнитофона.

Намоточные данные катушек приведены на схеме для диапазонов 160м, 80м и 40м.

Мною для экспериментов с этим приемником был выбран диапазон 80м. Катушки L2 и L4 для этого диапазона имеют индуктивность около 8,6 мкГн в экране.

Печатная плата разработана с учетом имеющихся в наличии радиоэлементов и предусматривает установку на ней конденсатора перемнной емкости.

Печатная плата, вид со стороны токопроводящих дорожек:

Расположение элементов на плате:

Настройка приемника прямого преобразования на К174ХА2 несложна.

Сначала убеждаются в работоспособности усилителя низкой частоты, как оконечного, так и внутреннего, в составе микросхемы К174ХА2 ( напомню, что в качестве предварительного усилителя НЧ в  данном приемнике использован усилитель ПЧ микросхемы К174ХА2).

Усилитель НЧ склонен к самовозбуждению, поэтому, возможно, придется уменьшить уровень сигнала поступающий на вход микросхемы TDA2822M при помощи подстроечного резистора.

Далее убеждаются в работоспособности гетеродина путем проверки уровня и формы колебаний осциллографом на выводе 6 микросхемы К174ХА2. В моем случае амплитуда колебаний для диапазона 3,5МГц составила около 400 мВ.

Последний этап-подстройка входного контура L1, L2 по максимальной громкости приема.

Вид собранного приемника прямого преобразования на К174ХА2:

Испытания приемника проведены в конце октября 2017 года, в вечернее время на диапазоне 3,5 МГц.

Приемник показал достойную работу. Чувствительность оказалась даже несколько избыточной, поэтому регуляторы уровня ВЧ и НЧ приемника были установлены на минимум. Использовалась антенна Inv Vee диапазона 3,5 МГц.

Надо отметить, что гетеродин приемника достаточно стабилен- после пару минут «прогрева» частота стабильна и на слух изменения  частоты  не наблюдаются.

Небольшое видео, демонстрирующее работу этого приемника прямого преобразования. Диапазон 80м.

Дополнение от 30.01.2018.

По просьбе пользователя под ником «Ольга»  более подробно расскажу о работе приемника ПП на К174ХА2 по структурной схеме…

Для этого подготовил фрагмент моей финальной схемы с указанием основных узлов микросхемы К174ХА2. Нумерация деталей полностью совпадает с финальной схемой приемника: Цепи прохождения сигнала указаны красными стрелками.

Итак, входной сигнал через входной колебательный контур поступает на усилитель высокой частоты микросхемы ( выводы 1 и 2). Через вывод 3 осуществляется регулировка усиления УВЧ. Частотозадающие элементы гетеродина подключены к выводам 4, 5 и 6 микросхемы К174ХА2.

Усиленный сигнал принятой радиостанции с усилителя ВЧ поступает на смеситель. Сюда же поступает высокочастотное напряжение с гетеродина ( который работает на частоте сигнала!). Выделенный сигнал звуковой частоты с выхода смесителя ( вывод 16) поступает на катушку ФНЧ L3. Далее отфильтрованный сигнал поступает на вход усилителя ПЧ (вывод 12), который в данной конструкции выполняет роль предварительного усилителя низкой (звуковой) частоты.  Через вывод 9 осуществляется регулировка усиления усилителя НЧ. Далее усиленный сигнал с выхода усилителя низкой частоты (вывод 7) поступает на оконечный УНЧ на микросхеме TDA2822M.

Обновление от 5.03.2018:

Печатная плата этого приемника лежит здесь (на печатной плате красной линией указана проволочная перемычка-установить!):

https://drive. google.com/open?id=1DFWwBqylgGI5QKtzVut0jFgpqxcUyZQw

УКВ ЧМ приемник на микросхеме К174ХА2 » Вот схема!

Категория: Приемники В последнее время в радиолюбительской практике широкое распространение получили УКВ ЧМ приемники построенные на основе микросхем типа К174ХА34. При таких неоспоримых достоинствах как предельная простота сборки и настройки все эти приемники имеют существенный недостаток — прием сопровождается потрескиванием, избавиться от которого практически невозможно. Треск является результатом действия системы сжатия девиации. В результате, несмотря на относительно низкие КНИ, заложенные в конструкции этих микросхем, собирать на них аппаратуру, претендующую на качественное звучание невозможно. Может быть именно по этому зарубежный аналог этих микросхем — TDA7000 не получил большого распространения в зарубежной аппаратуре. Практически все, даже самые простые импортные приемники, как самостоятельные, так и входящие в состав магнитол, собираются на другой элементной базе, по традиционным супергетеродинным схемам с высокой промежуточной частотой, несмотря на то, что это требует достаточно большого количества контуров. Поэтому не стоит забывать о классических схемах, особенно если нужно получить действительно хорошее качество приема. Принципиальная схема УКВ ЧМ приемного тракта показана на рисунке 1. Приемник построен на двух микросхемах К174ХА2 и микросборке от телевизора УПЧЗ-1М. Микросхема К174ХА2 предназначена для AM радиовещательных приемников, она содержит преобразователь частоты с гетеродином и усилитель промежуточной частоты. Детектор в её состав не входит и обычно, по типовой схеме, он выполняется на диоде. Характеристики УКВ ЧМ Приемника: 1. Диапазон принимаемых частот 65… 73 МГц или 88… 108 МГц. 2. Реальная чувствительность при соотношении сигнал / шум 26 дб. не хуже…………… 4 мкВ/м. 3. Диапазон рабочих частот ЗЧ…. 63… 10000 Гц. 4. Коэффициент нелинейных искажений на выходе ЗЧ не более ……………………………3% 5. Напряжение питания…………………………..7… 12В. В принципе, полный УКВ ЧМ тракт можно сделать на этой одной микросхеме, но проблема состоит в том, что при очень хорошем преобразователе частоты, способном работать на частотах до 200 МГц, усилитель промежуточной частоты низкочастотный, он рассчитан на 465 кГц и на частотах более 5 МГц его усиление резко падает и становится недостаточным для качественного приема. В результате приходится выбирать нестандартную ПЧ около 4 МГц. При том отсутствие детектора требует сборки обычного частотного демодулятора на связанных контурах и диодах. Таким образом требуется ФСС на контурах и частотный детектор. А это существенно усложняет настройку приемника и делает её практически невозможной без специальной аппаратуры. Удобнее использовать телевизионную ПЧ, равную 6,5 МГц. А детектор и ФСС выполнить на телевизионной микросборке от канала звука типа УПЧЗ-1М или УПЧЗ-2. Эти микросборки содержат усилитель-ограничитель и демодулятор ЧМ сигнала, полностью отлаженный, вместе в пьезокерамическими фильтрами на входе и в фазосдвигающей цепи частотного детектора. Таким образом часть усиления, демодуляция и почти вся селективность будет сосредоточена в этой микросборке, а на микросхеме К174ХА2 собран УКВ-блок, — преобразователь частоты и предварительный УПЧ. Сигнал от антенны W1 поступает на входной контур L1, С2, VD1, который перестраивается по диапазону при помощи варикапа VD1. Входной УРЧ микросхемы А1 выполнен по дифференциальной схеме с симметричным входом, по этому катушка связи L2 не только согласует высокое сопротивление контура с низким входным сопротивлением А1, но и создает противофазные сигналы для работы на симметричный вход. Контур L3, С7, С8, VD2 — гетеродинный, он перестраивается при помощи варикапа VD2. Роль органа настройки выполняет переменный резистор R4. Питание на гетеродин поступает через дроссель DL1. Сигнал промежуточной частоты выделяется в контуре L4C9, включенном на выходе преобразователя (вывод 16). Контур настроен на частоту 6,5 МГц. Выделенный сигнал ПЧ через С10 поступает на вход предварительного УП микросхемы. На выходе этого УПЧ включен второй контур L5 С13, также настроенный на ПЧ = 6,5 МГц. Сигнал ПЧ с этого контура через конденсатор С14 поступает на вход микросборки А2, которая содержит пьезокерамический ФПЧ и усилитель-ограничитель с частотным детектором и предварительным УЗЧ на выходе. Низкочастотный сигнал выделяется на выводе 6 микросборки А2. Недостаток схемы в отсутствии АПЧГ, которую не позволяет ввести микросборка. Но если каскад на А2 собрать на микросхеме К174УРЗ или К174ХА6 по типовой схеме можно ввести АПЧГ. Катушки L1, L2, L3 намотаны на каркасах с латунными подстроечными сердечниками МЗхб. L1 и L3 для диапазона 65…73 МГц содержат по 9 витков ПЭВ 0,43, L2 содержит 3 витка (она намотана на L1). Для диапазона 88-108 МГц L1 и L3 должны содержать по 4 витка ПЭВ 0,43, a L2 — 1,5 витка. Для остальных катушек используются каркасы с сердечниками и экранами (экраны нужно соединить с общим минусом) от контуров ПЧЗ модулей СМРК-1-2 телевизоров УСЦТ. Катушки L4 и L5 содержат по 30 витков провода ПЭВ 0,31, при этом L4 имеет отвод от 5-го витка, a L5 от 15-го витка. Дроссель DL1 готовый типа ДМ-0,1 на 50-100 мкГн, или любой самодельный на ту же индуктивность. Налаживание каскада на А2 не требуется. Подключив антенну и установив сердечники L4 и L5 в средние положения нужно попытаться вращением движка резистора R4 настроиться на любую станцию. Если этого сделать не удается нужно подстроить L3 и снова попытаться. После того как станция будет поймана нужно последовательно подстроить L5 и L4 таким образом, чтобы качество приема существенно улучшилось. Затем нужно настроиться на другую, более слабую станцию, и снова подстроить L5 и L4 так, чтобы чувствительность была максимальной. В конце нужно уложить диапазон подстройкой L2, а затем, настроившись на станцию, расположенную в центре диапазона подстроить L1 по максимальной чувствительности (или по максимальному ВЧ-напряжению на выводе 7 А1).

Поделитесь с друзьями ссылкой на схему:

Quarzgesteuerter 29-MHz-AM-Empfänger с TCA440

Bekanntermaßen eignet sich der integrierte Schaltkreis TCA440 nicht nur für AM-Rundfunkempfänger für Mittel- und Langwellen, sondern auch für Empfängerschaltungen für Frequenzen bis oberhalb des Kurzwellen-Gebietes. Außerdem kann der Oszillatorteil mit geringem Aufwand für quarzgesteuerten Betrieb beschaltet werden. Für den Einsatz in Empfängern für die Modellfärnsteuerung wurden daher vielfach Schaltungen veröffentlicht, für die hier ein Beispiel gezeigt ist.

Für die Fersteuerung von Modellen kommt es auf keine großen Reichweiten an, so dass das Signal des Senders beim Empfänger immer mit recht großer Feldstärke eintrifft. Es sind daher geringere Ansprüche bezüglich Empfindlichkeit und Selektion zu erfüllen. Die im 27-MHz-Gebiet für Fernsteuerzwecke verwendeten Frequenzen liegen üblicherweise in einem Abstand von 50 kHz. Um etwa bei einem Wettbewerb mehrere Modelle gleichzeitig betreiben zu können, müssen daher auch bezüglich der Nahselektion keine allzu großen Erwartungen erfüllt werden. Eine solche Schaltung führt für derartige Anwendungen также zu sehr brauchbaren Ergebnissen.

Eine völlig andere Ситуация ergibt sich, wenn der Empfänger in einem Sprechfunkgerät verwendet werden soll. Hier muss folgendes bedacht werden:

• Es sollte eine gute Unterdrückung von Spiegelfrequenzen gewährleistet sein
• Es wird eine bessere Eingangs-Empfindlichkeit benötigt
• Der Empfänger wird auf umschaltbaren Kanälen betrieben
• Es sollte eine gute Nachbarkanal-Unterdrückung erzielt werden
• Der Empfänger sollte möglichst wenig Eigenrauschen produzieren
• Es sollte sich eine Rauschsperren-Schaltung anschließen lassen

Ich habe die gezeigte Schaltung daher in dieser Hinsicht an verschiedenen Stellen in der nachfolgend beschriebenen Weise optimiert.

Verbesserung der Spiegelselektion

Um mit einem Einfachsuperhet mit einer niedrigen ZF von 455 kHz oberhalb von 20 MHz eine einigermaßen brauchbare Spiegelselektion zu erzielen, reicht ein Einzelkreis für die Filterung im Empfängereingang keinesfalls aus. Bei entsprechend konzipierten AM-Funksprechgeräten konnten früher bei guten Ausbreitungsbedingungen Störungen durch starke Sender aus dem 11m-Rundfunkbereich beobachtet werden. Manch einer nahm an, es handele sich um mutwillige Störungen von ausländischen Sprechfunkstationen. Tatsächlich war hier aber der Spiegelfrequenz-Empfang das Problem. Aufgrund der deutlich reduzierten Anzahl von AM-Rundfunkstationen ist Hiermit Heute Eher Weniger zu Rechnen. Soll aber ein solcher Empfanger im 10m-Amateurband betrieben werden, darf dieses Problem nicht unterschätzt werden. Zum Empfang der heute üblicherweise für AM verwendeten Frequenzen bei 29Частота частот, падающих в МГц, упала со Spiegelfrequenzen mit den gewöhnlich unterhalb der Empfangsfrequenz schwingenden Quarzen в Einen Bereich bei etwas über 28 MHz.

Gerade hier gibt es bei guten Bedingungen viel Aktivität (CW, Digimodes). Es gibt aber die Möglichkeit, den Oszillator oberhalb der Empfangsfrequenz schwingen zu lassen, womit die Spiegelfrequenzen auf knapp 30 MHz verlagert werden. Doch hunderprozentig kann man auch hier nicht vor Störungen sicher sein. Außerdem ist es die bessere Lösung, den Empfang von Spiegelfrequenzen durch schaltungstechnische Maßnahmen von vornherein zu unterbinden. Hierzu wird mindestens ein zweikreisiges Bandfilter hoher Güte benötigt, Welches im verbesserten Empfänger zu finden ist. Würde man das Antennensignal diesem Filter jedoch z.B. über eine Koppelwicklung direkt zuführen, so würde sich bei Anpassung und Abgleich auf beste Empfindlichkeit des Empfängers die Filtergüte Inolge der Bedämpfung durch die Antenne deutlich verschlechtern.

Оптимизация для HF-Vorstufe

Die Bedämfung durch die Antenne lässt sich durch eine HF-Vorstufe reduzieren. Sofern ein hinreichend rauscharmes Verstärkerelement verwendet wird, steigert sie außerdem die Eingangsempfindlichkeit des Empfängers. Dies wird durch eine in Basisschaltung betriebene Vorstufe mit einem für UKW-Tunerschaltungen entwickelten Transistor erreicht. Die Vorstufe sollte nicht zu viel Verstärkung aufweisen, да sonst die guten Großsignal-Eigenschaften des Gegentaktmischers im TCA440 verloren gingen. Der eingangsseitige Kreis ist breitbandig ausgelegt. Er wird nicht auf maximale Signalspannung eingestellt, sondern ist auf optimale Rauschanpassung an die Antenne abzugleichen. Der hochohmige Kollektorkreis der Vorstufe bedämpft das darauf folgende Zweikreis-Bandfilter nur wenig. Infolgedessen können mit dem Bandfilter auf der Spiegelfrequenz auftretende Signale wirkungsvoll unterdrückt werden.

Модифицированный кварцевый осциллятор

Beim TCA440 Wird der Quarz-Oszillator in einer für normale Obertonquarze eigentlich nicht vorgesehenen Weise betrieben. Mit verschiedenen CB-Quarzen zeigte sich, dass die Schaltung mit sehr unterschiedlicher Amplitude schwingt. Oft ist für verschiedene Quarze ein vollkommen anderer Abgleich der Oszillator-Spule nötig. Für einen Empfänger, der für mehrere Kanäle umgeschaltet werden soll, führt das zu Problemen. Außerdem schwangen manche Quarze in dieser Schaltung sogar gar nicht an. Durch eine kleine Schaltungs-Modifikation, bei welcher der Quarz über einen kapazitiven Spannungsteiler (68pF, 150pF) и den Oszillatorkreis gekoppelt ist, ließ sich die beschriebene Schwierigkeit weitgehend aus dem Weg räumen. Die Königslösung wäre sicher ein externer Oszillator, welcher aber den Schaltungsaufwand nochmals vergrößern würde.

Umgestaltung der ZF-Filterung

Man könnte meinen, dass das für Rundfunkzwecke vorgesehene Keramik-Filter vom Typ SFD-455 für Sprechfunk eine ausreichende Selektivität aufweist. Schließlich wird beim LW- и MW-Rundfunk ein Frequenzraster von 9 kHz verwendet, auf Kurzwellen beträgt der Kanalabstand sogar nur 5 kHz. Trotz dem beim AM-Sprechfunk im 10m- и 11m-Band benutzten etwas größeren Kanalabstand von 10 kHz trifft das aber nicht zu. Zwar ist das SFD-455 hinreichend schmalbandig, es weist aber eine ungenügende Nachbarkanal-Dämpfung auf. Bei Radiogeräten sind die diesbezüglichen Qualitätsansprüche eben niedriger. Человек решил, что он предназначен для AM-Sprechfunkgeräte gedachten Filter des Types CFU455HT или LF-B6 verwenden. Das ansonsten hervorragend funktionierende CB-Stationsgerät ASH-2012F от Fieldmaster verwendete tatsächlich im Empfänger ein SFD-455. Als Folge davon sind stärkere Stationen, die ein oder zwei Kanäle oberhalb bzw. unterhalb der Betriebsfrequenz arbeiten, zwar mit vermindertem S-Wert, aber dennoch klar und deutlich zu hören. Под gleichen Bedingungen erzeugen solche Stationen bei Verwendung eines CFU455HT или LF-B6 allenfalls Splatter, принесите aber keinen S-Meter-Ausschlag und sind nicht mehr verständlich zu hören. Jene Filter weisen eben eine deutlich bessere Flankensteilheit auf.

Bei der Umgestaltung der ZF-Filterung konnte zugleich auch das bekanntermaßen recht starke Eigenrauschen des ZF-Verstärkers vom TCA440 reduziert werden. Solange kein Empfangssignal vorhanden ist und die AGC folglich nicht herunterregelt, führt zwar die hohe Verstärkung des TCA440 zwangsläufig zu einem recht satten Leerrauschen. Dieses sollte jedoch Idealerweise nicht vom ZF-Verstärker selbst kommen. Durch Einfügen eines zusätzlichen ZF-Filters zwischen Keramik-Filter und dem Eingang des ZF-Verstärkers verbessert sich einerseits nochmals die Selektivität, andererseits wird so an seinem Eingang weniger Eigenrauschen produziert. Außerdem konnte damit ein Problem gelöst werden, das selbst bei vielen käuflichen, mit dem TCA440 arbeitenden Geräten beobachtet werden kann: часто zeigt das S-Meter schon ohne Signal einen Zeigerausschlag. Nach genauerer Untersuchung zeigte sich, dass dies nicht mit den Gleichstrom-Arbeitspunkten des AGC-Verstärkers zu tun hat. Vielmehr strahlt in vielen Schaltungen das Oszillatorsignal unmmittelbar in den Eingang des ZF-Verstärkers ein, so dass die AGC bereits ohne vorhandenes Signal zu arbeiten beginnt. Man kann sich selbst davon überzeugen, wenn man die selbe Schaltung mit zwei TCA440 aufbaut, von denen man bei dem einen nur die Eingangsschaltung und von dem anderen nur den ZF-Teil verwendet. Dieses Problem ist sonst nur durch einen geeigneten Aufbau, Idealerweise mit einer Platine mit durchgehender Massefläche auf der Oberseite, in den Griff zu bekommen. Derch die bessere Anpassung des Keramikfilters über Koppelwicklung und Anzapfung des zusätzlichen LC-Filters konnte dieser Effekt nun auch ohne solche Maßnahmen beseitigt werden. Eine entsprechende Anordnung am Ausgang des ZF-Verstärkers reduziert nochmals das breitbandige Rausschspektrum, welches der ZF-Verstärkerausgang dem Demodulator Sonst Liefert. Außerdem kann nun auch für die Empfängerschaltung mit dem TCA440 der früher in vielen Radio- und Funkgeräten übliche und aus den Toko-LC-Filtern mit den Kernfarben gelb, weiß und schwarz bestehende Standardfiltersatz eingesetzt werden. Der Empfänger verlor durch diese Maßnahmen in keiner Weise an Empfindlichkeit. Die Änderungen wirkten sich insgesamt positiv auf die Eigenschaften der Empfängerschaltung aus.

Allgemeine Hinweise

Wie im Schaltbild ersichtlich, lässt sich zur Ansteuerung einer Rauschsperre das an Pin 10 anliegende Signal verwenden, an dem auch das S-Meter angeschlossen ist.