Есть некая магия в простых схемах. Несомненно, к таковым можно отнести радиоприемные устройства прямого преобразования (ПП). Сам принцип, заложенный в них: уже не детектирование и усиление, как в приемниках прямого усиления, но и не супергетеродинный прием с его одной-двумя ПЧ. Здесь, в ПП, — преобразование и усиление без детектора высокочастотных электромагнитных волн … Не случайно талантливый Мастер-радиолюбитель, В.Т.Поляков, RA3AАE, выбрал главной темой своего творчества именно прямое преобразование. Его последователей не счесть!

Среди них, в первую очередь, хочется назвать С.Беленецкого, US5MSQ и С.Дылду, US5QBR. Ссылки на их публикации и комментарии на форумах имеются и у нас, хотя на СМР тема ППП представлена всего двумя публикациями:

http://smham.ucoz.ru/publ/9-1-0-99В продолжение темы. ППП на К174ХА2.

http://smham.ucoz.ru/publ/9-1-0-92Е.Курочкин. Еще один ППП.

Третий, сегодняшний, материал, — интересная работа английского автора. Интересна именно своей простотой схемы. К сожалению, по имеющейся у нас ссылке из интернета нам не удалось установить его имя.

Свободный перевод и редактирование текста статьи «80m DC receiver» и схем приемника проведено СМР. Ссылка на источник – в конце статьи.

Введение

Описываемый приемник (80m DC receiver) дает возможность при минимальном количестве элементов получить хорошую чувствительность. Сокращение DC в его названии означает не » постоянный ток», а ПП («Прямое Преобразование»). Это еще не супергетеродинный прием, но имеется ПЧ, находящаяся в звуковой части частотного спектра.

В общих чертах можно сказать: Fпч = Fсигн. — Fгетер.

Например: 2 кГц = 3580 кГц — 3578 кГц.

Получается, что разница между сигнальной частотой (с антенны) и частотой гетеродина (оба сигнала идут на смеситель) — это сигнал, который непосредственно (без любой дополнительной обработки) может быть услышан. Поскольку многочисленная сумма компонентов в спектре сигнала может быть проигнорирована, то не нужен и детектор.

Приемник с ПП может надежно работать, когда его гетеродин установлен на 2-3 кГц выше подавленной (несущей) частоты сигнала SSB. Даже незначительный уход с частоты настройки на несущую приведет к снижению усиления и, как результат, — громкости приема.

Другое преимущество приемника то, что, кроме приема CW (несущей при нажатии ключа) возможен прием и АМ, а также SSB сигналов (ОБП). Принимать сигналы SSB можно и классическим супергетеродином, но для этого требуется дополнительно вводить схему BFO (ОГ) и детектора сигналов. Приемнику прямого преобразования (ППП), чтобы преобразовывать сигналы SSB в нормальную речь, они не нужны. С его помощью можно легко получить чувствительность приблизительно 0.3 мВ (без дополнительного высокочастотного предусиления) с обычной стандартной схемой смесителя.

У ППП имеются и свои недостатки. Этот тип приемника имеет ограниченный динамический диапазон. ВЧ сигнал выше среднего уровня может легко вызвать паразитную генерацию в смесителе. Поэтому, обработка сильного ВЧ сигнала после антенны — просто необходимое требование. В нашем случае резистивный АТТ (потенциометр) с ДПФ может быть очень эффективным. Когда имеется ДПФ, мощные АМ помехи с несущей частотой, мешающей стабильному приему, могут быть нивелированы. И, соответственно, легко можно принимать любительские КВ радиостанции.

Также, приемник по сравнению с тем же самым супергетеродином очень чувствителен к частотам 50 и 100 Гц, что проявляется характерным «грохотом». Этот дефект можно устранить достаточным удалением трансформатора блока питания от основной схемы приемника и соответствующей защите. Например, для того чтобы справиться с фоном 50/100 Гц можно попытаться заменить диоды моста в выпрямителе; к каждому из 4-х диодов параллельно запаять конденсатор емкостью 10 n. Можно получить прекрасный результат, только надо не бояться экспериментировать время от времени…

Рис.1 Внешний вид приемника

Приемник принимает сигналы CW и SSB с частотами в пределах 80-метрового радиолюбительского КВ диапазона. Полоса приема составляет более 1300 кГц (3680-3810 кГц).

Описание и детали

Приемник разработан на базе микросхемы NE602. Она содержит, кроме прочего, двойной балансный смеситель, гетеродин и стабилизатор напряжения. Смеситель может работать с частотами вплоть до 500 мГц (!), а гетеродин способен генерировать сигналы с частотами до 200 мГц. NE602 легко может работать на низких частотах (около 3500 кГц). Динамический диапазон NE602 желательно бы улучшить. Последующая версия NE602AN имеет лучшие динамические характеристики. Также можно применить доступную микросхему NE612. Она совместима по цоколевке с NE602, и имеет, подобно NE602AN (которую трудно найти), более широкий динамический диапазон.

Рис.2 Схема 80m DC receiver

Подавление нежелательных частот и выделение разницы-суммы Fсигн. и ГПД происходит в балансном смесителе NЕ602. Только с его сбалансированного выхода (ножки 4 и 5) можно снять разностный НЧ сигнал и использовать для дальнейшего усиления

Входная часть ДПФ резонирует на частоте 3,7 мГц, подстраивается ферритовыми сердечниками катушек. Чем больше частота сигнала с антенны отличается от частоты на которой фильтр резонирует, тем более входной сигнал подавлен. Таким образом, мощные широковещательные сигналы будут достаточно заблокированы. Потенциометр во входной цепи приемника понижает амплитуду слишком больших входных сигналов на соответствующий уровень, с которым способен работать смеситель в NE602.

Для приема слабых станций предусмотрен отключаемый УВЧ, который дает усиление + 6 dB.

По даташиту NE602 в цепях питания 9В рекомендуется применять резисторы сопротивлением 1000 Ом, что и было сделано в этом приемнике.

Оба варикапа BA125 позволяют перестраивать VFO регулируемым напряжением. Оптимальным для получения этого управляющего напряжения является применение многооборотного потенциометра — чтобы слушать передачи SSB необходима точная настройка. Можно также (это более экономно) применить два обычных потенциометра (например, 10 кОм + 470 Ом последовательно). Настройка становится менее комфортабельной, но вполне приемлемой.

Подстроечный конденсатор использован, чтобы грубо устанавливать частоту. Настроиться на хорошее звучание можно с помощью многооборотного резистора.

Дополнительно в корпус приемника установлены:

трансформаторный блок питания с мостом, нагруженным на электролитические конденсаторы фильтра и интегральные стабилизаторы типа 7809 и 7806;

S-метр для наблюдения относительных изменений силы сигнала. Его вход подключается непосредственно к электролитическому конденсатору 100 мкФ (выход LF).

Рис.3 Схема S-метра

Указатель частоты (шкала) показан на рис.2. Он выполнен на базе стрелочного прибора по схеме вольтметра постоянного тока. Собственно шкалой приемника является шкала этого вольтметра, проградуированная в кГц.

Частоту VFO (ГПД) определяет катушка, намотанная на кольцевом сердечнике Amidon T50-2, содержит 30 витков медного провода ПЭЛ-2 диаметром 0.35 мм. При применении другого сердечника число витков подбирается экспериментально (применение программного пересчета рекомендуется).

В схеме применен ДПФ с полосой 1мГц в диапазоне 3-4 мГц. Здесь широкий выбор альтернативных вариантов.

Недостатком описанной здесь схемы ППП является небольшая выходная мощность при приеме слабых сигналов. В эксперименте для увеличения выходного уровня применялись две микросхемы LM386, соединенные последовательно. Результаты очень разноречивые. При самом высоком усилении возникала низкочастотная генерация, от которой не удавалось избавиться. Усиление LM386 регулируемое: если величина электролитического конденсатора между контактами 1 и 8 составляет10 мкФ, то усиление составляет 46 dB (в 200 раз). Без этого конденсатора усиление только 25 dB (в 20 раз).

Результаты

На 80-метровом диапазоне для наблюдения наиболее интересен участок 3.5-3.8 мГц из-за разнообразия и количества работающих радиостанций. Хотя для приема необходима хорошая антенна соответствующей длины. Днем в пределах диапазона возможен прием соседних станций, удаленных на несколько сот километров (так называемое приземное распространение радиоволн). В течение вечернего и ночного времени можно слушать практически всю Европу (часто с очень сильными сигналами). Ближе к утру слышны многочисленные сигналы из Североамериканского континента, а в 3-4 часа утра из так называемой серой зоны.

Соревнования позволят Вам более тщательно тестировать этот приемник. Избирательность и чувствительность — достаточно хороши, чтобы использовать его, как резервный приемник. Настройка — очень легкая и комфортабельная. Время от времени (вечером) мощные широковещательные станции могут вызвать некоторые помехи и «прерывать» прием.

Сокращения принятые в статье:

ППП – приемник прямого преобразования;

SSB (ОБП) – одна боковая полоса;

АМ – амплитудная модуляция;

CW – телеграфная манипуляция;

ДПФ – диапазонный полосовый фильтр;

VFO (ГПД) – генератор плавного диапазона;

BFO (ОГ) – опорный генератор.

Громкоговорящий ППП на германиевых транзисторах

Пресытившись конструкциями на лампах и современных компонентах в последнее время в ностальгическом порыве маюсь конструкциями на германиевых транзисторах.

Начитавшись на форумах, что, дескать, из-за несовершенства технологии производства их параметры со временем сильно деградируют, для проверки своих запасов  даже приобрёл промышленный измеритель параметров транзисторов и маломощных диодов Л2-54.

Протестировал более сотни разных экземпляров транзисторов и могу с удовлетворением отметить, что ни один не забраковал – все как минимум с полуторакратным (а чаще всего с 2-3 кратным) запасом соответствуют справочным данным. Так что совсем не грех их трудоустроить, тем паче, что в мою юность многие из них были столь же желанны, как и недоступны.

И начинаем традиционно – с постройки УНЧ.

Целый ряд популярных и по сей день радиолюбительских приемников, например [1,2],  выполнены на германиевых транзисторах и рассчитаны на работу на дефицитные ныне высокоомные наушники. Рекомендуемые там же для повышения выходной мощности простые эмиттерные повторители способны обеспечить более-менее пристойное звучание лишь на связные низкоомные наушники (100- 600 Ом) или низкоомную нагрузку (4-16 Ом  современные наушники или динамик), подключаемую через трансформатор с Ктр не менее 1/5 (1/25 по сопротивлению) и всё равно при малых уровнях сильно сказывается искажения типа ступенька. Можно, конечно, попробовать притулить туда современные УНЧ на ИМС, но они требуют плюсовое питание. Можно пойти еще дальше и перевести конструкции на современные транзисторы, но… теряется «изюминка», вкус времени  — «ностальжи», так что это не наш путь.

Существенно улучшить качество звучания на низкоомную нагрузку и обеспечить громкоговорящий прием поможет усилитель мощности с глубокой ООС (рис.1 обведён синей рамкой), подключаемый вместо высокоомных наушников.

Как видим, его схема почти классика 60-70гг. Отличительной чертой является глубокая (более 32 дБ) ООС по постоянному и переменному току (через резистор R7), что и обеспечивает высокую линейность усиления (при  средних уровнях Кг менее 0,5%, при малой (менее 5 мВт) и максимальной мощности (0,5 Вт) Кг достигает 2%). Несколько непривычное включение регулятора громкости обеспечивает повышение глубины ООС при уменьшении громкости, благодаря этому оказалось возможным сделать УНЧ более экономичным (ток покоя всего УНЧ ППП не более 7 мА) практически при полном отсутствии искажений типа «ступенька». Конденсатор С6 ограничивает полосу пропускания на уровне примерно 3,5 кГц (без него она превышает 40 кГц!), что также снижает уровень собственных шумов – УНЧ очень тихий. Уровень собственных шумов на выходе примерно 1,2 мВ! (при заземлённом левом выводе С1). Общий Кус со входа (с левого вывода С1) примерно 8 тыс. Т.о. уровень собственных шумов приведенных ко входу — примерно 0,15 мкВ. При подключении к реальному источнику сигнала (ФНЧ) за счет токовой составляющей уровень собственных шумов, приведенных ко входу, возрастает до 0,3-0,4 мкВ.

В выходном каскаде применены недорогие и надежные ГТ403. УНЧ способен выдать «на гора» и большую мощность (до 2,5 Вт на нагрузке 4 Ома), но тогда потребуется установить транзисторы на радиаторы и/или применить более мощный (П213, П214 и т.п.), но, на мой взгляд,  0,5 Вт и современном чувствительном динамике «за глаза» хватает даже при прослушивании музыки. Для усилителя НЧ пригодны практически любые германиевые низкочастотные транзисторы соответствующей структуры и Н21э транзисторов не менее 40 (Т2, T3, Т4 –МП13-16, МП39-42, а Т5- МП9-11, МП35-38). Если планируется применение этого УНЧ в ППП, то нужно, чтобы Т1 был малошумящим (П27А, П28, МП39Б). Для выходного каскада пары Т4,Т5 и Т6,Т7 желательно подобрать с близкими ( не хуже +-10%) значениями Н21е.

За счет глубокой ООС по постоянному току режимы УНЧ устанавливаются автоматически.   При первом включении проверяют ток покоя (5-7 мА) и при необходимости добиваются требуемого подбором более удачного экземпляра диода. Упростить эту процедуру можно, если воспользоваться китайским мультиметром. Он в режиме прозвонки диодов пропускает через диод ток примерно 1 мА. Нам нужен экземпляр с падением напряжения порядка 310-320 мВ.

Для испытаний мощного УНЧ была выбрана схема простого двухдиапазонного ППП RA3AAE[3]. Давно хотел её попробовать, да всё как-то руки не доходили, а тут такая оказия (hi!).

Сразу сделал небольшие корректировки схемы (см. рис.3), которые здесь и опишу. Всё остальное, в т.ч. и процесс настройки смотрите в книжке [3].

В качестве двухзвенного ФНЧ уже традиционно применил магнитофонную универсальную головку, что обеспечило повышенную селективность по соседнему каналу.  Катушка ФНЧ имеет довольно большую собственную емкость, поэтому она существенно нагружает ГПД, особенно если намотана не ПЭЛШО, а простым проводом типа ПЭВ, ПЭЛ (в т.ч. и магнитофонные ГУ). В этом случае собственная емкость катушки настолько велика, что весьма проблематично запустить ГПД с нормальной амплитудой на диодах — с этим сталкивались многие коллеги. Вот поэтому сигнал ГПД лучше снимать не с отвода катушки, а катушки связи, что исключает все эти проблемы и заодно полностью исключает попадание напряжение ГПД на вход УНЧ. Дабы не заморачиваться намоткой нашел подходящие готовые катушки и вперёд, к испытаниям ППП и неожиданно натолкнулся на серьезные «грабли» — при переключении на 40м диапазон амплитуда сигнала ГПД на катушке связи уменьшается в 2 раза! Ладно, подумал я, может у меня гранаты, то бишь катушки, не той системы (hi!). Нашел каркасы и перемотал строго по автору (см. фото)

и здесь надо отдать должное Владимиру Тимофеевичу  — без дополнительных телодвижений сразу попал в указанные частотные диапазоны — как входных контуров, так и ГПД.

Но… проблема осталась, а это значит, что нельзя оптимально настроить смеситель на обоих диапазонах – если выставить оптимальную амплитуду на одном, то на другом диоды будут или закрыты или практически постоянно открыты.  Возможен только некий средний, компромиссный, вариант  установки амплитуды ГПД, когда смеситель будет более-менее работать на обоих диапазонах, но с повышенными потерями (до 6-10 дБ). Решение проблемы оказалось поверхности – использовать свободную группу переключения в тумблере для коммутации эмиттерного резистора, которым и будем устанавливать оптимальную амплитуду ГПД на каждом диапазоне. Для контроля и регулировки оптимальной амплитуды ГПД применим такую же методу, как в [4].

Для этого левый (см. рис.3) вывод диода D1 переключаем на вспомогательный конденсатор 0С1. В результате получается классический выпрямитель напряжения ГПД с удвоением. Этот своеобразный «встроенный ВЧ вольтметр» и дает нам возможность провести фактически прямое измерение режимов работы конкретных диодов от конкретного ГПД непосредственно в работающей схеме.  Подключив для контроля к 0С1 мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения, подбором эмиттерных резисторов (с начала R3 на 40м диапазоне, затем R5 на 80м) добиваемся напряжения +0,8…+1 В – это и будет оптимальное напряжения для диодов 1N4148, КД522,521 и т.п.  Вот вся настройка. Подпаиваем вывод диода обратно на место, а вспомогательную цепочку убираем. Теперь при оптимальном работающем смесителе можно оптимизировать (увеличить) его подключение к входному контуру (отвод делается не от 5 , а от 10 витка L2), тем самым повысить чутьё на 6-10дБ на обоих диапазонах.

По цепи питания мощного двухтактного УНЧ возможны большие пульсации напряжения, особенно при питания от батарей. Поэтому для питания ГПД применен экономичный параметрический стабилизатор напряжения на Т4,  где в качестве стабилитрона использован обратносмещённый эмиттерный переход КТ315 (что было под рукой). Выходное напряжение стабилизатора выбрано порядка -6..-6,5в, что обеспечивает стабильную частоту настройки при разряде батареи вплоть до 7в.  Из-за пониженного напряжения питания ГПД число витков катушки связи L3 увеличено до 8 витков. Но у КТ315 разброс по напряжению пробоя эмиттерного перехода довольно большой – первый попавшийся дал 7,5в – многовато, второй дал 7в (см. графики из [5])

– уже хорошо, применив в качестве Т4 кремниевый КТ209в получил требуемые -6,3в. Если не хочется заморачиваться с подбором, можно в качестве Т5 поставить КТ316, тогда Т4 должен быть германиевым (МП39-42). Тогда имеет смысл для унификации и в ГПД поставить КТ316 (см. рис.4), что положительно скажется на стабильности частоты ГПД. Именно такой вариант у меня сейчас работает.

Основные параметры приемника

Чувствительность при с/шум=10дБ  — не хуже 1,5 мкВ (на 40м не хуже 1 мкВ)

Коэффициент подавления АМ при отстройке мешающего АМ сигнала на 50 кГц – 86 дБ

Максимальная выходная мощность (при Кг не более 2%) на нагрузке 8 Ом – 0,5 Вт

Общий Кус (со входа антенны) примерно 10тыс.

Ослабление сигнала помехи при расстройке 10 кГц  — 74дБ

Полоса пропускания тракта НЧ

(по уровню -6дБ) – 2,75 кГц

(по уровню -20дБ) – 3,5 кГц

(по уровню -40дБ) – 5,3 кГц

(по уровню -60дБ) – 7,4 кГц

Приобрести набор деталей для самостоятельного изготовления этого приемника можно здесь 

Литература:

1.Поляков В. Приемник прямого преобразования. — Радио, 1977, №11, с.24

2.Поляков В. Простой радиоприемник коротковолновика-наблюдателя. — Радио, 2003, №1 с.58-60,№2 с.58-59

3.Казанский И., Поляков В. Азбука коротких волн. М., ДОСААФ, 1978, с.39

4.Беленецкий С. Я строю простой ППП.

5.Перлов В. Зайцев В.Транзисторы и диоды в качестве стабилитронов. — Радио, 1976, №10, с.46

С.Беленецкий US5MSQ                                                     г.Киев, Украина

Обсудить конструкцию приемника, высказать свое мнение и предложения можно на форуме

Простой трехдиапазонный ППП на транзисторах (КВ диапазоны 7, 14, 21 МГц)

Путь в эфир начинающего радиолюбителя нередко начинается с постройки несложного по схеме и конструкции приемника прямого преобразования (другое название – гетеродинный приемник).

Но, как правило, это однодиапазонные конструкции [1,2,3 ]. Реализация многодиапазонных ППП традиционным путем (с переключением контуров гетеродина и входного фильтра многоконтактным галетным или барабанным переключателем[4], или используя сменные платы с контурами [5 ]) приводит не только к существенному усложнению конструкции и налаживания, но и появлению проблем со стабильностью частоты ГПД.

Но есть и другой, более удачный с точки зрения автора, подход. Вспомним, что частоты основных радиолюбительских КВ диапазонов образуют правильную геометрическую прогрессию, такую, что гармоники нижних диапазонов попадают на частоты других, более высокочастотных диапазонов.

Поэтому имеется замечательная возможность применить в многодиапазонном ППП один не переключаемый гетеродин, работающий только на одном диапазоне, и который имеет, как правило, лучшую стабильность частоты, т.к. его монтаж получается компактнее и жестче, а главное — в его контурной цепи отсутствуют переключающие, а значит нестабильные, контакты.

Структурная схема такого ГПД возможна в двух вариантах – с задающим генератором, работающим на самом высокочастотном диапазоне с последующим делением частоты цифровыми счетчиками (например, такой способ реализован в [6]) или с задающим генератором, работающим на частоте самого низкочастотного диапазона с последующим умножением частоты в буферных каскадах.

Последний способ реализован в очень интересной конструкции И.Григорова [7]. Более того, используя свойство ключевого смесителя работать на гармониках частоты гетеродина, можно вообще обойтись без умножения частоты, что и положено в основу конструкции этого приемника.

Несмотря на внешнее сходство со схемой[7], предлагаемый вашему вниманию приемник благодаря оптимизации работы смесителя имеет лучшие на порядок чувствительность и ДД, повышенную избирательность по соседнему каналу, меньшие габариты, более экономичен, но при этом проще в изготовлении и налаживании. В нем нет дефицитных деталей и построить его смогут даже малоопытные радиолюбители.

Основные технические характеристики:

• Диапазоны рабочих частот, МГц ………. 7, 14, 21;
• Полоса пропускания приемного тракта (по уровню –6 дБ), Гц ………300…2600;
• Чувствительность приемного тракта с антенного входа, мкВ, при отношении сигнал/шум 10 дБ, не хуже……… 0,7;
• Динамический диапазон по перекрестной модуляции (ДД2), дБ, при 30% АМ и расстройке 50 кГц, не менее ……..75;
• Избирательность по соседнему каналу, дБ, при расстройке от частоты несущей на 10 кГц, не менее ……….70;
• Ток, потребляемый от внешнего стабилизированного источника питания с напряжением 9В, мА, не более …….. 10.

Принципиальная схема

Принципиальная схема приемника приведена на рис.1. Сигнал с антенного разъема подается на регулируемый аттенюатор, выполненный на сдвоенном потенциометре R1.

По сравнению с одиночным потенциометром подобное решение обеспечивает бОльшую глубину регулировки ослабления ( более 60дБ) во всем КВ диапазоне, что позволяет обеспечить оптимальную работу приемника практически любой антенной. Далее сигнал через катушку связи L1 поступает на двухконтурный полосовой фильтр (ПДФ) L2C5, L3C10 с емкостной связью через конденсатор С9.

Переключение диапазонов производится тумблером SA1, имеющем нейтральное (незамкнутое) положение контактов. В положении контактов, показанном на схеме включен диапазон 21МГц. При переключении на 14МГц к контурам подключаются дополнительные конденсаторы С1,С3 и С6,С14, смещающие резонансные частоты контуров на середину рабочего диапазона. При переключении на диапазон 7МГц к контурам ПДФ подключаются не только конденсаторы С2,С4 и С8,С15, но и дополнительный конденсатор связи С7, что необходимо для получения оптимальной формы АЧХ ПДФ на этом диапазоне.

Рис. 1. Принципиальная схема КВ радиоприемника ППП на три диапазона.

Нагрузкой ПДФ служит однотактный ключевой смеситель на основе полевого транзистора VT1. Это важный узел, «сердце» приемника, определяющий его основные параметры и заслуживает особого внимания. В процессе моих экспериментов с ключевыми смесителями ППП было обнаружено [8], что ключевой смеситель гетеродинного приемника, нагруженный по выходу емкостями, со стороны входа работает как узкополосный синхронный фильтр (СФ)[9], с центральной частотой на частоте гетеродина и полосой пропускания равной удвоенной полосе пропускания по ЗЧ.

Физические основы этого явления достаточно доступно были изложены в [10]. Обратите внимание, что на частотах верхних КВ диапазонов добротность этого простого СФ достигает совершенно фантастических величин — тысяч и десятков тысяч!

Например:

• при полосе по ЗЧ для приема SSB сигнала 2,5кГц – более 4000 (на 21МГц)
• при полосе по ЗЧ для приема CW сигнала 0,8кГц – более 12000 (на 21МГц).

   

Более того, ярко выраженная частотная зависимость входного сопротивления ключевого смесителя при высокоомной нагрузке последнего повышает селективность подключенного к нему ПДФ. При этом на пологой АЧХ входного контура (или ПДФ) появляется острый пик шириной, равной удвоенной полосе пропускания по НЧ (в данном случае примерно 5 кГц).

Центральная частота этого пика совпадает с частотой настройки гетеродина и перестраивается вместе с ней. При этом эффект повышения добротности контура тем больше, чем выше соотношение нагруженной и конструктивной добротности, и фактически равен этому соотношению (разумеется при достаточно большом сопротивлении нагрузки смесителя гетеродинного приемника, или если угодно, СФ).

Для классической системы согласования контура (внесенное сопротивления источника/нагрузки равны) повышение добротности контура не превысит 2раз. Поэтому выгодно уменьшать коэффициент включения источника сигнала — согласованной антенны и применить полное подключение к контуру смесителя, имеющего в свою очередь, высокоомную нагрузку.

При этом внеполосные помехи существенно ослабляются, чувствительность и, соответственно, ДД в виду исключительно малых потерь во входных цепях приемника существенно возрастают. И это дает нам возможность создавать более совершенные приемники на принципе прямого преобразования.
Но вернемся к принципиальной схеме ППП. Для реализации высоких селективных свойств смесителя применено полное подключение к ПДФ, а нагрузка смесителя по сравнению с традиционной повышена в несколько раз – до 5-10кОм.

Полевой транзистор VT1, включен в режиме управляемого сопротивления[11]. При малых напряжениях сток-исток, независимо от полярности, канал полевого транзистора ведет себя как обычное сопротивление. Его значение можно менять от нескольких мегоом при запирающем напряжении на затворе до десятков ом при отпирающем.

Таким образом, при подаче гетеродинного напряжения через конденсатор С17 на затвор, получится почти идеальный смеситель. Запирающее напряжение на затворе устанавливается автоматически из-за выпрямляющего действия p-n перехода (автосмещение) транзистора VT1.

При этом изменяя амплитуду гетеродинного напряжения, а значит и величину запирающего напряжения на затворе, мы может устанавливать в широких пределах относительную длительность открытого состояния канала, или скважность. При преобразовании на гармониках для выравнивания чувствительности по диапазонам скважность открытого состояния выбрана близкой к 4, что в данной схеме получается автоматически, т.к. преобразователь спроектирован так, что не требует кропотливой работы по подбору напряжения гетеродина.

Для этого достаточно лишь выбрать полевой транзистор VT1 с напряжением отсечки, меньшем чем у VT2, не менее, чем в 2 раза.
К достоинствам смесителя относится очень малая мощность, потребляемая от гетеродина, поэтому последний практически не нагружается, что позволило отказаться от буферного каскада и тем самым упростить схему.

Развязка входных и гетеродинной цепей однотактного смесителя на полевом транзисторе при его работе на основной частоте ГПД в основном определяется проходной емкостью сток-затвор транзистора, что в общем случае является одним из существенных его недостатков, затрудняющая успешное применение его на ВЧ диапазонах.

В данном случае такой проблемы нет, т.к. только на диапазоне 7МГц смеситель работает на основной частоте ГПД, а на диапазоне 14МГц – на второй гармонике ГПД, а на 21МГц –соответственно на третьей, при этом на верхних диапазонах реально сигналов с такой частотой нет, а имеющийся остаточный сигнал ГПД частотой порядка 7МГц очень эффективно подавляются ПДФ диапазонов 14 и 21МГц.

Наименьшее подавление сигнала ГПД будет на 7МГц диапазоне, но и здесь его подавление( на антенном входе) превышает 60дБ – вполне достаточно для нормальной работы приемника. Гетеродин выполнен по схеме индуктивной трехточки ( схема Хартли) на полевом транзисторе VT2. Контур гетеродина содержит катушку L4 и конденсаторы С11-С13.

Конденсатором переменной емкости (КПЕ) С11 частота генерации перестраивается в пределах 6,99-7,18МГц, что соответствует по второй гармонике диапазону 13,98-14,36Мгц, а по третьей — 20,97-21,54МГц. Связь контура с цепью затвора VT2 осуществляется посредством конденсатора С16, на котором, благодаря выпрямляющему действию p-n перехода транзистора VT2, образуется автосмещение, достаточно жестко стабилизирующее амплитуду колебаний. Так, например, при возрастании амплитуды колебаний запирающее выпрямленное напряжение также увеличивается и усиление транзистора падает, уменьшая коэффициент положительной обратной связи (ПОС).

Собственно, ПОС получается при протекании тока транзистора по части витков катушки L4. Отвод к истоку сделан от 1/3 части общего числа витков.

Основная фильтрация сигнала в ППП осуществляется на низкой частоте фильтром нижних частот (ФНЧ) и потому качество работы приемника во многом определяется селективностью его ФНЧ. Для улучшения помехоустойчивости и селективности приемника на входе УНЧ применен двухзвенный ФНЧ C18L5C19L6C24с частотой среза примерно 2,7кГц, составленный из двух последовательно включенных П-образных LC звеньев.

Конденсатор С21 образует дополнительный полюс затухания за полосой среза и тем самым обеспечивает увеличение крутизны спада АЧХ до 40дБ/октаву. В качестве катушек ФНЧ применена магнитофонная ГУ, что позволило исключить из конструкции ППП трудоемкие в изготовлении низкочастотные катушки.

В числе положительных свойств этого решения можно отметить малые габариты фильтра, высокую линейность при больших уровнях сигналов благодаря наличию в магнитопроводе немагнитного зазора (Кг меньше 1% при входном 1Вэфф), малую чувствительность к наводкам благодаря хорошей штатной экранировке.

Следует отметить, что лучшее подавление ( на 3 дБ) в двухзвенном ФНЧ получается при перекрестном соединении катушек. Несмотря на то, что нагрузка ФНЧ (входное сопротивление УЗЧ порядка 5-10кОм ) выбрана существенно больше характеристического сопротивления ФНЧ (что требуется для реализации хороших селективных свойств смесителя) неприятного характерного «звона» сигнала не наблюдается, т.к. в виду небольшой добротности катушек ГУ форма АЧХ ФНЧ имеет лишь небольшой подъем в области верхних звуковых частот, что благоприятно для улучшения разборчивости речи.  УЗЧ приемника двухкаскадный, с непосредственной связью между каскадами.

Он собран по типовой схеме на современных малошумящих транзисторах VT3, VT4 с высоким коэффициентом передачи тока. Благодаря стопроцентной отрицательной обратной связи по постоянному току режимы транзисторов по постоянному току устанавливаются автоматически и мало зависят от колебаний температуры и напряжения питания.

Чтобы входное сопротивление УЗЧ мало зависело от разброса параметров транзисторов, сопротивление резистора R6 относительно небольшим (15кОм). Нагрузкой УЗЧ служат высокоомные телефоны ТОН-2 с сопротивлением по постоянному току 4,4кОм, которые включаются непосредственно в коллекторную цепь транзистора VT4(через разъем Х3), при этом через их катушки протекает и переменный ток сигнала и постоянный ток транзистора, что дополнительно подмагничивает телефоны и улучшает их работу.

Конденсатор С27 совместно с индуктивностью последовательно включенных наушников образует резонасный контур с частотой примерно 1,2кГц, но из-за большого активного сопротивления обмоток добротность последнего невысока — полоса пропускания по уровню -6дБ примерно 400-2800Гц, поэтому его влияние на общую АЧХ не очень существенно и носит характер вспомогательной фильтрации и небольшой коррекции АЧХ.

Так любителям телеграфа можно выбрать С27=22-33нФ, тем самым мы сместим резонанс вниз на частоты 800-1000Гц. Если сигнал глуховат и для улучшения разборчивости речевого сигнала нужно обеспечить подъем верхних частот, можно взять С27=2,2-4,7нФ, что поднимет резонанс вверх до 1,8-2,5кГц.

Конструкция и детали

Большинство деталей приемника смонтированы на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита размером 41х99мм, чертеж которой со стороны печатных проводников приведен на рис. 2, а расположение деталей – на рис.3. Плата рассчитана на установку малогабаритных радиодеталей – резисторы С1-4, С2-23, МЛТ-0,062.

Рис. 2. Чертеж печатной платы со стороны печатных проводников.

Рис. 3. Расположение деталей на печатной плате приемника.

При применении более крупных резисторов (0,125 или0,25Вт) их следует устанавливать вертикально. Керамические контурные конденсаторы термостабильные КМ, К10-17или аналогичные импортные(дисковые оранжевые с черной точкой или многослойные с термостабильностью МР0). Триммеры CVN6 фирмы BARONS или аналогичные малогабаритные.

Конденсаторы С18,С19,С21,С24 желательно выбирать термостабильные — пленочные, металлопленочные например малогабаритные импортные серий МКТ,МКР и аналогичные. Остальные керамические блокировочные и электролитические – любого типа малогабаритные.
Катушки приемника L1-L4 выполнены на малогабаритных каркасах от контурных катушек ПЧ 10,7Мгц размерами 8х8х11 мм (рис. 4) от широко распространенных недорогих импортных радиоприемников и магнитол.

Рис. 4. Контурные катушки ПЧ от приемников импортного производства.

Катушки L2-L4 содержат по 18 витков провода ПЭЛ, ПЭВ диаметром 0,13-0,23мм, отвод у катушки L4 сделан от шестого витка, считая от вывода, соединенного с общим проводом. Катушка связи L1 наматывается поверх нижней части катушки L2 и содержит 3 витка такого же провода.

Намотку следует проводить с максимальным натяжением провода, равномерно размещая витки во всех секциях каркаса, после чего катушка плотно фиксируется штатной капроновой гильзой. Весь контур заключен в штатный латунный экран. При необходимости все катушки можно выполнить на любых других, доступных радиолюбителю каркасах, разумеется изменив число витков для получения требуемой индуктивности и, соответственнно, подкорректировав чертеж печатной платы под новый конструктив.

Например, для широко распространенных каркасов контуров ПЧ от старых телевизоров диаметром 7,5-8,5мм с подстроечниками СЦР-1 ( М6х10) и прямоугольными ( могут быть и круглыми ) экранами, катушки L2-L4 содержат по 12 витков провода ПЭЛ, ПЭВ диаметром 0,4-0,7мм, намотанных на длине 10мм, при этом отвод у катушки L4 сделан от четвертого витка, считая от вывода, соединенного с общим проводом. Катушка связи L1 наматывается поверх нижней части катушки L2 и содержит 2 витка такого же провода.

В качестве катушек L5, L6 ФНЧ с успехом можно применять любые доступные новые или б/у универсальные головки кассетных стереомагнитофонов отечественного или импортного производства. Их индуктивность, как правило, находится в диапазоне 60-180мГ, что нам вполне подходит, только для сохранения частоты среза ФНЧ надо обратнопропорционально изменить номиналы конденсаторов C18,C19,C21,C24. Это будет легко сделать на слух в процессе первых испытаний приемника в эфире.

КПЕ может быть любым, но обязательно с воздушным диэлектриком, иначе будет трудно получить приемлемую стабильность ГПД. Применение КПЕ с воздушным диэлектриком почти автоматически обеспечит нам весьма высокую стабильность ГПД без принятия специальных мер по термостабилизации.

Так, в авторском варианте ГПД (контурный конденсатор С13 КМ-5 группы М47) этот приемник на 21МГц при питании от «Кроны» держит SSB станцию не менее получаса, т.е абсолютная нестабильность (по третьей гармонике) не хуже 150-200Гц! Очень удобны КПЕ от УКВ блоков старых промышленных приемников, которые еще часто встречаются на наших радиорынках.

Именно такой применен в авторской конструкции (см.фото). Они имеют встроенный вернер 1:4, что существенно облегчает настройку на SSB станцию. Включив параллельно обе секции, получим емкость примерно 8-34пФ.Растягивающие кондесаторы С12,С13 служат для точной укладки диапазонов и их величина выбирается в зависимости от имеющегося в наличии КПЕ.

Расчетные значения растягивающих конденсаторов для наиболее распространенных КПЕ приведены в табл.1.

Головные телефоны электромагнитные, обязательно высокоомные (с катушками электромагнитов индуктивностью примерно 0,5Гн и сопротивлением по­стоянному току 1500…2200 Ом), например, типа ТОН-1, ТОН-2, ТОН-2м, ТА-4, ТА-56м. При согласно-последовательном включении , т.е «+»одного соединен с»- «другого, имеют общее сопротивление по постоянному току 3,2-4,4 кОм, по переменному примерно 10-12кОм на частоте 1кГц.

Вилка включения телефонов заменяется стандартным трех- или пятиштырьковым разъемом от звукозаписывающей бытовой аппаратуры (СГ-3,СГ-5 или аналогичные импортные) – на схеме XS3. Между выводами 2 и 3штыревой части разъема устанавливают перемычку, которая служит для подключения батареи питания GB1. При отсоединении телефонов питание приемника будет отключаться автоматически. Плюсовый провод телефонов соединяется с выводом 2 разема, что обеспечит сложение магнитных потоков, создаваемых током подмагничивания и постоянными магнитами телефонов.[2]

Разъем ХS3 предназначен для подключения зарядного устройства или, в случае отсутствия встроенного аккумулятора, внешнего блока питания. Блок питания годится любой промышленного изготовления или самодельный, обеспечивающий стабилизированое напряжение +9…12В при токе не менее 12-15 ма.

Для автономного питания можно применять любые батарейки или аккумуляторы, размещенные в специальном контейнере. Например, очень удобен малогабаритный аккумулятор на 8,4В размером с «Крону» и емкостью 200мА/час, которого хватает практически на сутки напрерывной работы приемника.

В смесителе хорошо работают современные полевые тразисторы с p-n переходом, с минимальной проходной емкстью и малым напряжением отсечки – BF245A, J(U)309, КП307А,Б,КП303А,Б,И. В гетеродине можно применить любые современные полевые тразисторы с p-n переходом и анпряжением отсечки не менее 3,5-4В BF245C.J(U)310, КП307Г, КП303Г,Д,Е, КП302Б,В и т.п.
В качестве VT3,VT4 применимы любые кремниевые с коэффициентом передачи тока на менее 100, желательно малошумящие, например отечественные КТ3102Д,Е или широко распространенные недорогие импортные 2N3904, BC547-549, 2SC1815 и т.п.
Внешний вид приемника приведен на рис.5, а вид на внутренний монтаж – на рис.6.

Рис. 5. Внешний вид приемника.

Конструкция шкального механизма видна на фото. В верхней части передней панели вырезано прямоугольное окно шкалы, сзади которого на расстоянии 1мм закреплен винтами М1,5 длиной 15мм подшкальник. На эти же винты насажены промежуточные капроновые ролики диаметром 4мм, обеспечивающие необходимый ход тросика.

Диск верньера применен стандартный, диаметром 13мм от блоков УКВ старых приемников. Шкала линейная, с отображением всех трех диапазонов.

Рис. 6. Внутренний монтаж приемника.

Ось, на котором закреплена ручка настройки, использована от переменного резистора типа . От этого же резистора использованы элементы крепления оси на передней панели (см.рис.7). На оси следует сделать небольшую проточку (полукруглым надфилем, зажав в патрон электродрели ось), в которую укладывают тросик (два витка вокруг оси). Стрелка шкалы – отрезок провода ПЭВ диаметром 0,55мм.

Рис. 7. Ось от переменного резистора.

Налаживание

Правильно смонтированный приемник с исправными деталями начинает работать, как правило, при первом же включении. Проверить общую работоспособность основных узлов приемника можно при помощи обычного мультиметра.

Сначала, включиво мультиметр в режиме измерения тока в разрыв цепи питания, проверяем, что потребляемый ток не превышает 12-15мА, в наушниках должны негромко прослушиваться собственные шумы приемника. Далее, переключив мультиметр в режим измерения постоянного напряжения, измеряем напряжение на эмиттере VT4 составляет примерно 0,5В.

При исправном УЗЧ прикосновение руки к его входным цепям должно вызывать появление в динамике громкого, рычащего звука. О работоспособности гетеродина свидетельствует наличие на затворах VT1, VT2 отрицательного напряжения автосмещения порядка нескольких вольт.
Настройка приемника проста и сводится к укладке частоты гетеродина на диапазоне 7МГц и настройке входных контуров ПДФ по максимуму сигнала. Удобно это делать при помощи генератора стандартных сигналов(ГСС). Переключаем приемник на диапазон 7МГц.

ГСС настраиваем на частоту 6,98 МГц и, установив уровень его выходного сигнала порядка 30-100мВ, подключаем его к антенному гнезду приемника. Ротор КПЕ переводим в положение максимальной емкости. Установив переключатель диапазонов в положение 7МГц, вращением сердечника катушки L4 добиваемся прослушивания сигнала ГСС.

Если это не удается, корректируем емкость кондесатора С14. Перестроив приемник на верхний конец диапазона, убеждаемся, что верхняя частота приема не менее, чем 7,18Мгц. При необходимости добиваемся этого подбором емкости конденсатора С13. После проведенных изменений , процедуру установки начала диапазона надо повторить.

Теперь можно приступать к градуировке механической шкалы. Ее градуируют на диапазоне 7МГц с помощью ГСС с интервалом 1,2 или 5кГц – в зависимости от линейных размеров самой шкалы. Поскольку ГПД у нас не переключаемый, разметка шкалы, сделанная на диапазоне 7МГц, справедлива и для верхних диапазонов, разумеется с учетом множителя 2 и 3. Авторский вариант разметки шкалы приведен на рис.5.

Настройку контуров ДПФ следует начинать с диапазона 21Мгц. Подключив к выходу приемника индикатор уровня выходного сигнала (миливольтметр переменного тока, осцилограф, а то и просто мультиметр в режиме измерения напряжения постоянного тока к выводам конденсатора С42) устанавливаем частоту ГСС на середину диапазона, т.е. 21,22МГц.

Настроившись приемником на сигнал ГСС поочередным вращением сердечников катушек L2,L3 добиваемся максимального уровня сигнала(максимальной громкости приема). По мере роста громкости следует при помощи плавного аттенюатора R1 поддерживать уровень сигнала на выходе УНЧ примерно 0,3-0,5В.Если при вращении сердечника после достижения максимума наблюдается снижение шумов, это свидетельствует что входной контур у нас настроен правильно, возвращаем сердечник в положение максимума и можем приступать к следующему диапазону. Если вращением сердечника( в обе стороны) не получается зафиксировать четкий максимум, т.е сигнал продолжает расти, то наш контур неправильно настроен и понадобится подбор конденсатора.

Так если сигнал продолжает увеличиваться при полном выкручивании сердечника, емкость конденсатора контура С5(или С11) надо немного уменьшить , как правило(если катушка выполнена правильно) достаточно поставить следующий ближайший номинал. И опять проверяем возможность настройки входного контура в резонанс.

И наоборот, если сигнал продолжает уменьшаться при полном вкручивании сердечника, емкость конденсатора контура С5(или С11) надо увеличить. Аналогичным образом настраиваем контура ПДФ диапазонов 14Мц и 7МГц, установив частоту ГСС 14,18 и 7,05Мгц соответственно, но только регулировкой триммеров ( сердечники катушек L2,L3 при этом уже не трогаем).

Укладку диапазонов и градуировку шкалы можно провести и без ГСС[12], но нам понадобится контрольный приемник, в качестве которого можно применить любой исправный приемник (связной или радиовещательный), имеющий хотя бы один широкий или несколько растянутых КВ диапазонов – не критично. Наиболее близким к любительским диапазонам является радиовещательный 41м диапазон, который в реальных приемниках как правило охватывает и частоты ниже 7100кГц, по крайней мере до 7000кГц.

Разумеется, проще всего проводить калибровку при помощи связного приемника (особенно с цифровой шкалой) или переделанного ( со встроенным детектором смесительного типа) радиовещательного АМ. Если у вас нет такого, а просто обычный АМ приемник – можно конечно попробовать ловить на слух присутсвие мощной несущей, как рекомендуется в некоторых описаниях, но, откровенно говоря, это занятие не для слабонервных — затруднительно сделать даже при поиске основной частоты ГПД, не говоря уже о гармониках.

Поэтому не будем мучаться — если контрольный приемник любит АМ, давайте сделаем ему АМ! Для этого (см.рис.1) соединим выход УНЧ( коллектор VT4) с его входом(базаVT3) при помощи вспомогательного конденсатора емкостью 10-22нФ ( не критично), тем самым превратим наш УНЧ в генератор НЧ, а смеситель теперь будет выполнять ( и довольно эффективно!) функции модулятора АМ с той же частотой, которую слышим в телефонах.

Теперь поиск частоты генерации ГПД весьма облегчится не только на основной частоте ГПД но и на её гармониках. Я это проверил экспериментально, сделав в начале поиск основной частоты (7МГц) и ее второй гармоники (14МГц) в режиме связного приемника, а потом в режиме АМ.

Громкость сигнала и удобство поиска практически одинаковы, единственное отличие – в режиме АМ из-за широкой полосы модуляции и полосы пропускания УПЧ точность определения частоты немного ниже (2-3%), но это не очень критично, т.к. если нет цифровой шкалы, общая погрешность измерения частоты будет определяться точностью механической шкалы контрольного приемника, а здесь погрешность существенно выше ( до 5-10%), потому и предусматриваем при расчете ГПД диапазон перестройки ГПД с некоторым запасом.
Сама метода измерения проста. Переключаем приемник на диапазон 7МГц.

Подключаем один конец небольшого куска провода, например один из щупов от мультиметра, к гнезду внешней антенны XW1 настраиваемого приемника, а второй конец — к гнезду внешней антенны контрольного приемника или просто располагаем рядом с его входной цепью (телескопической антенной) . Поставив ручку КПЕ ГПД в положение максимальной емкости ручкой настройки приемника ищем громкий тональный сигнал, и по шкале приемника определяем частоту. если шкала приемника отградуирована в метрах радиоволны, то для пересчета в частоту в МГц используем простейшую формулу F=300/L( длина волны в метрах).

Далее, подключив к приемнику антенну длиной не менее 5м (желательно наружную) приступаем к настройке контуров ДПФ по максимуму шумов и сигналов эфира по методике, описанной выше.

Рис. 8. Печатная плата в формате SprintLayout.

Скачать: kv-priemnik-ppp-layout.zip

Литература:

1. Поляков В. Приемник прямого преобразования. — Радио, 1977, №11, с.24.
2. Поляков В. Простой радиоприемник коротковолновика-наблюдателя. — Радио, 2003, №1 с.58-60,№2 с.58-59
3. Поляков В. Радиолюбителям о технике прямого преобразования. ― М.: Патриот, 1990
4. Зирюкин Ю. Приемник прямого преобразования. -РадиоЛюбитель №7, 1995 г
5. Степанов Б.,Шульгин Г. Всеволновый КВ приемник «Радио-87ВПП» — Радио, 1987г. №2, с.19, №3, с.17
6. Беленецкий С. Однополосный гетеродинный приемник с большим динамическим диапазоном. — Радио, 2005г. №10, с.61-64, №11, с.68-71.
7. Григоров И. Простой приемник наблюдателя. -Радиоконструктор, 1999г,№12,с.12-13
8. Беленецкий С. Новый взгляд на смесительный детектор и некоторые аспекты его практического применения.- материалы форума cqham.ru в теме «Современный трансивер прямого преобразования» forum.cqham.ru/viewtopic.php?t=7391&postdays=0&postorder=asc&&start=1860
9. Морозов В. Узкополосный синхронный фильтр. Радио, 1972, №11, с.53-54
10. Поляков В.Ключевой смеситель гетеродинного приемника. www.cqham.ru/trx83_64.htm
11. Погосов А. Модуляторы и детекторы на полевых транзисторах. — Радио, 1981, №10 с.19
12. Беленецкий С. Я строю простой ППП. www.cqham.ru/prostoy_ppp.htm

Беленецкий С.Э. US5MSQ, г.Луганск, Украина. Радио, №11,12 2008г.

Простой приемник прямого преобразования

Этот приемник составлен из кусочков обычных схем. Многое наученное от товарища Полякова, за что ему огромное спасибо. Приемник очень хорош. Лично я на него принимал в первый же день , RD3ZP, GN3TWM, DF5WBA, LA9BD и вчера принимал Африку с силой 56- 55. И совсем недавно SSB из Германии. Причем антенна длинной 6 метров обмотана вокруг окна. Как ни странно это первый приемник который у меня заработал. Ранее ни одна конструкция не работала вообще. Этот не только работает, но как я и говорил принимает дальние станции с низким количеством шумов. Есть один недостаток низкая селективность. Ну это понятно. Да и ухо современен легко принимает две станции рядом стоящие с друг другом.

Принципиальная схема (щелкните мышью для получения большого изображения)

О теперь о конструкции и деталях.

L1 и L2 содержит 14 витков. Наматывается первая, а потом вторая как бы поверх первой.
Катушка L3 содержит 32 витка, отвод от 8 снизу. Получается, что гетеродин настроен на 7 мгц.
L4 — L5 по 24 витка мотаются так же как L1 и L2. В качестве дросселя фильтра НЧ я применил головку от магнитофона.
Резистор на наушниках необходим, что б не сжечь ваши наушники, у меня они от плеера SONY поэтому решил уменьшить громкость сигнала. Все катушки намотал от каркаса от телевизора ПЧ.

Единственное что надо так это переменные конденсаторы правильно расставить. Что б они плавно растягивали диапазон. Пожалуй это самое хитрое. Потому что с простым конденсатором КПЕ тупо подставленным к контуру настройка происходит от 5.5 мегагерц до 9 мегагерц. Поэтому сами понимаете, что надо то всего расстройку 14200 — 14300 Кгц. Вот и приходится мучится.
Конденсатор С 16 обязателен, так как увеличивает усиление.

Конечно он нуждается в доработках. Но лично я решил, что по сути за свои «2 копейки» он превосходно выполняет все функции. Например. Улучшить входные цепи. А смысл? АМ станции не мешают, сотовые гасятся как то сами. У меня просто сотовая вышка в 200 метрах от окна. Причем на прямую бьет в приемник. Если отключит УНЧ от смесителя то только вышку и слышно причем на 59++++. А так в эфире ее не слышно. Это радует. ГПД при правильной настройки и конструкции очень стабильно. Чувствительность вполне приемлема, и особенно отношение сигнал шум. Так что если и улучшать что то потом так это вообще создавать новую конструкцию. Не имеет смысл в «Запорожец» ставить кондиционер.

Надеюсь «неудачливым» новичкам пригодится эта конструкция. Все что над чем придется попотеть, так это вогнать его ГПД в диапазон. Но если у вас есть перемменик от 8 — 30 пф. то тогда не отступайте от схемы. У меня КПЕ от китайского приемника, причем подобраны выходы (от КПЕ) с самым малой емкостью. Это от 8 пф. — до 30.

Так что паяйте этот приемник. Когда ничего нет. Микросхема LM 386 позволяет работать на любые наушники. Парится не придется. ГПД на поливеке, стабильно и жрет около 1.5 милиампера. В смесители применяйте те диоды которые указанны, потому что КД 503 не совсем «симметричны». Но если выбора нет то тогда их. Питание 9 — 12 вольт. Потребление 6 — 7 ma. Вот аткое чудо. Но на самом деле это модернизированный приемник Полякова. RA3AAE так что вся хвала ему.

Эксперименты с приемниками прямого преобразования. Часть 1.

Эксперименты с приемниками прямого преобразования. Часть 1.

Существует несколько разновидностей приемников, которых объединяет то, что они  схемотехнически очень просты. Это их основное преимущество и часто оно является главным. Данные приемники различаются по назначению.

1. Регенератор.

    Предназначен для приема АМ, хотя могут принимать SSB и CW.

2. Приемник с прямым захватом частоты.

    Применяется для приема ЧМ, в основном WFM.

3. Сверхрегенератор.

    Пдля приема АМ. В основном применяется в простых радиостанциях и системах дистанционного управления (ДУ)

4. Приемник прямого преобразования (ППП)

    Основное назначение это примем SSB и CW

Эти приемники привлекают тем, что каскады ВЧ у них имеют 1 – 2 транзистора, а вся остальная обработка сигналов идет по НЧ, что уже легче, если опыта в постройке приемников еще мало, а попробовать хочется.

У первых трех есть еще и недостаток, что в них невозможно сделать кварцевую стабилизацию частоты приема. Частоту ППП можно стабилизировать кварцем и вот решил попробовать, нельзя ли его приспособить для целей простейшего дистанционного управления вместо сверхрегенератора. В этом случае приемник получается узкополосный, а частоту приема можно будет стабилизировать кварцем.

Про ППП конечно лучше почитать у В.Т. Полякова в книжке «Приемники прямого преобразования для любительской связи»

https://sunduk.radiokot.ru/loadfile/?load_id=1287555491 

Но там рассмотрены вопросы радиолюбительской связи.

Взяв оттуда уже ставшую классической, схему ППП со смесителем на встречно-параллельных диодах начал свои эксперименты.

У меня не было цели создавать какую либо законченную конструкцию. Цель была просто проверить саму эту возможность и посмотреть, с какими проблемами придется   столкнуться при этом.

Для начала спаял такую схему из книжки В.Т. Полякова.

Видно, что ничего нового в схеме нет, кроме того, что частота гетеродина стабилизирована кварцем, но это не существенно. Это просто схема из книжки и она будет как бы базовый блок. К нему будем подключать схемы обработки принятого сигнала по НЧ.

Паял я все на макетке, т.к. когда садился паять, то сначала смутно понимал, какая же схема в конце то концов получится.

Сначала попробуем приспособить его для ДУ с АМ. Для этого само собой потребуется передатчик с АМ. Чем меньше будет мощность передатчика в нашем случае, тем удобнее будет пользоваться им в экспериментах, т.к. при этом не нужно будет далеко относить его, что бы видеть реальные результаты.

Я сделал такую схему передатчика-маячка.

Как видим, что в передатчике и приемнике одинаковые кварцы, но возбуждаются они на частотах с разницей в несколько килогерц, в данном случае разница 8 кГц. В передатчике частота уводится вверх с помощью конденсатора С6, что стоит последовательно с кварцем. В коллекторе стоит контур настроенный на удвоенную частоту кварца. Если быть точнее, то кварцы у меня 14,318 МГц, которые вытащил из старой материнской платы ПК. Если замкнуть переключатель S1, по наш передатчик передает просто несущую частоту. Если S1 разомкнуть, то идет модуляция импульсами. Понятно, что в подобной системе нельзя получить большую скорость, поэтому частоту модуляции выбираем в пределах 100 – 200 кГц.

Т.о. у нас получилось, что если включим передатчик, замкнув переключатель S1 и подключив осциллограф к стоку Т1, увидим сигнал частотой 8кГц амплитудой в милливольты.

Сначала рассмотрим подробнее схему приемника, точнее, что получилось из всех этих экспериментов.

VT1 это УВЧ. По сути просто усилитель с ОБ. Его можно сделать и на транзисторе n-p-n с Fт не менее 300 МГц, например КТ368. На входе конечно лучше добавить контур настроенный на частоту 28 МГц, но в этом случае контура в УВЧ придется ставить в экраны. Если дальность нужна совсем маленькая, то в принципе УВЧ можно и не ставить.

VT2 это гетеродин. Его тоже можно сделать на транзисторе p-n-p с Fт не менее 150 МГц, например КТ313, КТ343, КТ349 и т.д. или на транзисторе n-p-n КТ3102, КТ315, КТ342 и т.д. Избирательность по соседнему каналу обеспечивает ФНЧ на элементах С6, L3, С7. Частота среза ФНЧ где то около 10 кГц.

Про фильтр подробнее, т.к. он определяет избирательность по соседнему каналу приемника. Работоспособность приемника не нарушится, если ФНЧ сделать на основе RC, т.е. вместо L3 поставить резистор. Это конечно внесет дополнительное затухание сигнала, но  это не главное. В этом случае вид АЧХ нашего приемника будет выглядеть как то так.

Нас интересует точка 8 кГц на нашей АЧХ и как видим форма нашей АЧХ далека от оптимальной. Нам бы желательно выделить нужный нам участок около 8 кГц, а у нас выделяется низкочастотный участок и в принятом сигнале может появиться низкочастотная помеха, которая будет создавать сбои в работе нашего ДУ.

Если в качестве ФНЧ применим схему на LС и нагрузим его на его характеристическое сопротивление, то получим примерно такую АЧХ.

Получилось уже лучше, т.у. убрали подьем в районе НЧ, но опять же нас интересует точка 8 кГц. Вот усиление в этой точке желательно сделать максимальным, а остальное подавить. Конечно лучше всего поставить не ФНЧ, а полосовой фильтр со средней частотой 8 кГц, но это усложнит настройку. Потом я этот вариант попробую, но пока я  пошел по другому пути. Просто сделал нагрузку фильтра намного больше его характеристического сопротивления, что бы получить такую АЧХ.

Вот я с помощью приставки ГКЧ к осциллографу смотрю на полученную АЧХ нашего приемника.

Про приставку ГКЧ и про работу с ней я уже писал здесь.

https://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?p=2644775#p2644775

Да и не только здесь, поэтому повторяться не буду. Там все подробно написано.

Понятно, что ППП не обладает избирательностью по зеркальному каналу, поэтому и такая картинки, т.е. передатчик может работать на частоте на 8 кГц ниже частоты сигнала или выше. Про избирательность по зеркальному каналу ППП можно почитать в книжке В.Т. Полякова, ссылку на которую давал выше. Нужно еще учитывать, что если например сделать приемник на частоту 27 МГц с ПЧ равной 455(465) кГц, то он тоже практически не будет иметь избирательности по зеркальной частоте, точнее будет, но очень маленькую.

Что бы получить такую АЧХ, после фильтра пришлось поставить каскад на полевом транзисторе, что понятно имеет большое входное сопротивление. Можно конечно поставить эмиттерный повторитель, но он не имеет усиления по напряжение и это усиление пришлось бы компенсировать в последующих каскадах. Я пробовал так, но при этом увеличились шумы, что привело к снижению чувствительности, не говоря уж о том, что усилитель стал работать неустойчиво и пришлось бороться с самовозбуждением.

Здесь как бы напрашивается активный ФНЧ, например на ОУ, но к сожалению он тоже сильно шумит и это опять же приводит к снижению чувствительности. Хотя если требования к приемнику низкие или сделать активный смеситель, то можно и поставить, т.е. ставим ФНЧ на RC, а потом активный полосовой фильтр на ОУ. Можно также сделать вариант с двумя фильтрами, т.е. с ФВЧ и ФНЧ и этим выделить нужную на полосу частот. Этот вариант я потом попробую. Можно еще  конечно ФНЧ все таки сделать на LC. Потом усилить на напряжению раз в десять, а потом поставить активный полосовой фильтр на ОУ или на транзисторах на частоту 8 кГц, но я не стал, хотя возможно потом тоже попробую.

Про катушку L3.

Я взял первый попавшийся ферритовый броневой сердечник и проводом 0,1 мм намотал витков на сколько сил хватило. У меня хватило на 400 витков. Потом любым методом определяем её индуктивность. У меня получилось 25 мГн. После этого считаем какой конденсатор нужен в контуре, чтобы его резонансная частота была 10 кГц. У меня получилось, что нужен конденсатор 10 нанофарад, а это значит, что конденсаторы С6 и С7 должны быть по 20 нанофарад. Они же там включены последовательно, а значит их общая емкость будет 10 нанофарад, т.е. резонансная частота этого контура должна быть порядка 10 кГц.

Немного отклонились. Мы остановились, что на стоке транзистора получили сигнал частотой 8 кГц.

Сначала подстроим контур L1, С4 в УВЧ на максимум полученного сигнала.

Теперь подберем оптимальное напряжение гетеродина.

Все это описано в книжках. Вот берем книжку В.Т. Полякова, ссылку на которую уже давал. Там написано  про оптимальное напряжение гетеродина.

У меня это напряжение подбирается с помощью резистора R7. Вместо него включаем переменный резистор и подбираем. Я просто включал свой передатчик без модуляции. Осциллограф на сток транзистора Т1. Резистор на максимум и постепенно уменьшаем. Сначала амплитуда сигнала на стоке растет, а потом рост прекращается. Вот на этом и нужно остановится. Измерить резистор и поставить R7 постоянный.

Антенны у меня по 20 см. Передатчик отодвигаем так, что бы сигнал был виден, Чем дальше отодвинем, тем точнее будет настройка и контура и уровня сигнала с гетеродина.

Теперь идем дальше.

К нашему основному блоку приемника нужно подключить УНЧ с усилением порядка 3000 – 4000. Я взял схему из этой статьи.

https://radiokot.ru/circuit/analog/games/24/

Настройка этого усилителя описана в статье по ссылке. R4 поставил 1 Ом. Я его подобрал так, что бы с антенной длиной 50 см и с выключенным передатчиком, шумы на выходе были порядка 0,1 вольта.

Сразу нарисую окончательную схему. Про следующие каскады напишу потом.

Теперь включаем в передатчике модуляцию и на выходе усилителя, т.е. на коллекторе VT5. наблюдаем такую картинку.

Понятно, что если этот сигнал продетектировать АМ детектором, то получим те же импульсы, которыми модулировали в передатчике. Детектор сделан на транзисторе VT6. В схеме детектора нужно подобрать резистор R12 так, что бы через транзистор детектора VT6 в отсутствии сигнала протекал ток 1 мка. Это увеличит чувствительность детектора к слабым сигналам. Можно контролировать напряжение на резисторе R13. На нем при отсутствии сигнала должно быть напряжение порядка 5 – 8 mV. Что бы сигнал на детектор не поступал, нужно отпаять конденсатор С16.

Теперь остальные сигналы.

Вот я продетектировал и смотрю на коллекторе VT5.

Здесь 1V/Дел.

После детектора лучше поставить компаратор. Я триггер Шмидта на транзисторах  поставил, хотя все это можно сделать, например на логике и на ОУ, в том числе и усилитель. Возможно потом я это попробую.

Т.к. после триггера Шмидта уровень нуля порядка 1 – 1,5 вольта, после него можно поставить ключ. У меня это VT9.

Это сигнал после триггера Шмидта, т.е. на коллекторе VT8.

Порог срабатывания триггера Шмидта выбрал порядка 1,6 — 2 вольта.

Сравнил работу данного приемника с приемником на основе сверхрегенератора по схеме, что в этой статье.

https://radiokot.ru/circuit/analog/games/11/

Мой ППП работает лучше. При одной и той же дальности и с одинаковыми антеннами  сигнал на выходе ППП довольно чистый, а на выходе сверхрегенератора зашумленный и на выходе появляется много ложных импульсов.

Данные катушек.

L1 намотана на каркасе диаметром 6 мм проводом 0,4 мм.  Содержит 15 витков.

L2 намотана поверх L1 и содержит 4 витка тонкого провода.

L3 намотана на каркасе диаметром 4 мм проводом 0,15 мм.  Содержит 25 витков.

L4 намотана поверх L3 и содержит 8 витка тонкого провода.

Катушки расположены под углом 90 градусов по отношению друг к другу.

Теперь пробуем делать ППП для приема узкополосной ЧМ.

 Дальше к «Части 2»

Шестидиапазонный приемник прямого преобразования с эффективным подавлением наводок

Приемник предназначен для работы на частотах всех радиолюбительских диапазонов от 160 метров до 10 метров. Приемник собран по схеме прямого преобразования, имеет чувствительность не хуже 0,5 мкВ. Может принимать сигналы радиостанций, работающих телефоном (SSB) и телеграфом (CW). Органов управления приемником получается три -перестраиваемые одним двухсекционным конденсатором гетеродинный и входной контуры, регулятор чувствительности, регулятор громкости.

Картинка кликабельна

Сигнал от антенны поступает на входной контур, состоящий из набора последовательно включенных катушек L1-L6 и секции С1.1 переменного конденсатора С1. Конденсатор С18, включенный последовательно конденсатору С1.1 уменьшает его перекрытие по емкости.

Все катушки входного контура готовые высокочастотные дросселя промышленного производства. Их подстраивать не нужно. В процессе налаживания подстройку контура осуществляют подстроечным конденсатором С21 Контур перестраивается на диапазоны скачками с помощью секции S1.1 переключателя S1 (галетный переключатель с керамическими платами). Плавная настройка секцией С1.1 переменного конденсатора.

С входного контура сигнал поступает на УРЧ на двухзатворном полевом транзисторе VT1 типа BF966. Здесь можно использовать и отечественные двухзатворные полевые транзисторы, например, КП350. С помощью резистора R3 можно регулировать постоянное напряжение на втором затворе VT1, что изменяет коэффициент передачи каскада, и таким образом влияет на чувствительность.

Нагружен УРЧ высокочастотным трансформатором Т1, который необходим для подачи симметричного РЧ сигнала на симметричный вход преобразователя частоты на микросхеме А1.

Микросхема А1 типа SA612A (или её аналог NE612) предназначена для преобразователей частоты супергетеродинных приемных трактов связной аппаратуры. Здесь она работает почти по прямому назначению, — смеситель-демодулятор. «Почти» — потому что промежуточная частота нулевая, то есть, промежуточной частотой является демодулированный сигнал ЗЧ.

В гетеродине используется контур, состоящий из последовательно включенных катушек L7-L12 и секции С1.2 переменного конденсатора С1. Конденсатор С19, включенный последовательно конденсатору С1.2 уменьшает его перекрытие по емкости.

Все катушки гетеродинного контура готовые высокочастотные дросселя промышленного производства. Их подстраивать не нужно. В процессе налаживания подстройку контура осуществляют подстроечным конденсатором С22 Контур перестраивается на диапазоны скачками с помощью секции S1.2 переключателя S1 (галетный переключатель с керамическими платами). Плавная настройка -секцией С1.2 переменного конденсатора.

В связи с тем, что это приемник прямого преобразования, и «промежуточная» частота практически равна от нуля до нескольких килогерц, настройка гетеродинного и входного контуров практически совпадают.

Важный недостаток любого приемника прямого преобразования в высокой чувствительности к помехам в виде низкочастотных наводок с частотой электросети, которые поступают в приемник самыми разными путями. Причина этого кроится в самом принципе работы приемника прямого преобразования, основное усилиние происходит по НЧ, и поэтому УНЧ обладает большим коэффициентом усиления.

Но микросхема SA612A имеет противофазный выход преобразователя частоты. Если это использовать совместно с УНЧ с противофазным входом, то получается так, что УНЧ обладает большим коэффициентом усиления только при поступлении на его входы противофазных сигналов. А вот к синфазным сигналам, которые поступают не от преобразователя, а другими путями, он очень мало чувствителен. Таким образом, можно предельно снизить чувствительность приемника к наводкам.

Платой за столь эффективное подавление наводок является сложность регулятора громкости, в котором должен быть сдвоенный переменный резистор (R9).

Катушки L1-L12 — готовые ВЧ дроссели, покупные. Но при желании (или необходимости) их можно намотать самостоятельно, воспользовавшись одной из известных формул расчета.

ВЧ-трансформатор намотан на ферритовом кольце внешним диаметром 7 мм. Намотка сделана сложенным вдвое проводом ПЭВ 0,23. Всего — 50 витков. После намотки выводы разделаны и с помощью прозвонки определены выводы обмоток трансформатора.

Налаживание приемника состоит в подстройке С21 и С22 для того чтобы перекрывались все диапазоны. Еще нужно провести градуировку шкалы. В данном приемнике контура сделаны упрощенным способом, поэтому в каждом диапазоне перекрытие происходит с большим запасом. Этот недостаток, в принципе, можно устранить дополнительными корректирующими конденсаторами для каждого диапазона, но это сильно усложнит коммутации.

Горчук Н.В.

Источник: Журнал Радиоконструктор №1-2016