Простой УКВ приемник на микросхеме К174ХА34 своими руками
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Находясь на природе не всегда удобно слушать любимую радиостанцию или получать свежие новости, используя сотовый телефон. Если слушать в наушниках, то будешь все время привязан к телефону и оторван от окружающего мира, если же использовать динамик телефона, то заряда аккумулятора хватит на 2-3 часа. Избавиться от этих неудобств может помочь обычный УКВ приемник.
Такой приемник можно приобрести в магазине, а можно сделать самому, причем по цене он выйдет в два-три раза дешевле магазинного. Вашему вниманию предлагается конструкция самодельного малогабаритного УКВ приемника, обеспечивающего уверенный прием радиостанций, вещающих в диапазоне 88 – 108 МГц.
Предлагаемая конструкция проста в изготовлении и налаживании, а малые габариты и достаточно высокие технические характеристики позволяют использовать приемник, как в городской черте, так и во время поездок за город. Этот приемник под силу собрать даже начинающему радиолюбителю, делающему первые шаги в мир радиоэлектроники.
Приемник обладает следующими параметрами:
чувствительность с антенного входа – не менее 5 мкВ;
выходная мощность на нагрузке 8 Ом – около 0,2 Вт;
напряжение питания – 3В;
ток покоя – 12…14 mA;
ток при максимальной громкости – не более 25 mA;
полоса частот – 450…7150 Гц;
коэффициент гармоник – 0,1%.
работоспособность приемника сохраняется при напряжении 2 В;
непрерывная работа приемника составляет 80…90 ч.
1. Принципиальная схема УКВ приемника.
За основу приемника взята многофункциональная микросхема
С антенны WA1 принимаемый сигнал радиостанций поступает на входной колебательный контур L2,
К другому входу микросхемы (выводы 4, 5) подключен контур гетеродина L1, C2, VD4. Изменением резонансной частоты этого контура приемник настраивают на нужную радиостанцию, где органом настройки является варикап VD4. Емкость варикапа изменяют постоянным напряжением настройки, снимаемым с движка переменного резистора R3.
Напряжение настройки хорошо стабилизировано и практически не зависит от напряжения источника питания в диапазоне 1,8…3 В. Стабилизация необходима для того, чтобы при разрядке батарей не смещалась частота настройки приемника. Стабилизация тока выполнена на элементах
Вся остальная обработка сигналов – смешение, детектирование, предварительное усиление звукового сигнала осуществляется микросхемой.
Обработанный низкочастотный сигнал станции с вывода 14 микросхемы через резистор R7 и постоянный конденсатор С12 поступает на верхний вывод переменного резистора R8, выполняющего роль регулятора громкости. С движка переменного резистора сигнал подается на вход УЗЧ приемника, выполненного на низковольтном усилителе мощности К174УН31 (DA2), специально разработанного для работы в малогабаритной аппаратуре. К выходу УЗЧ через электролитический конденсатор
Питается приемник от двух пальчиковых батареек, включенных последовательно. Нормальная работа приемника сохраняется при снижении напряжения питания до 1,9 В. Это обусловлено работой микросхемы К174ХА34.
Собранный без ошибок и исправных деталей приемник начинает работать сразу. Вся настройка заключается лишь в подгонке индуктивности катушек входного и гетеродинного контуров.
2. Детали.
Резисторы.
В приемнике используются постоянные резисторы мощностью 0,25 — 0,125 Вт отечественного и импортного производства. Переменный резистор R3 типа СП3-36, а резистор R8 типа СП3-3 или любой импортный подходящего размера.
Конденсаторы.
Постоянные конденсаторы любые малогабаритные.
Оксидные конденсаторы должны быть на напряжение на менее 6 Вольт.
Допускается незначительный разброс емкостей конденсаторов по сравнению с указанными на схеме.
Катушки.
Катушки L1 и L2 бескаркасные. Их наматывают виток к витку на цилиндрической оправке внешним диаметром 4,5 и 5 мм. Катушка L1 имеет 3 витка, внутренний диаметр 4,5 мм и намотана проводом ПЭВ-1 0,5 (сечение провода 0,5мм). Катушка L2 имеет 7 витков, внутренний диаметр 5 мм и намотана проводом ПЭВ-1 0,9 (сечение провода 0,9мм).
После намотки катушку L1 необходимо растянуть на длину 4…5мм, а L2 на длину 7…10мм. И в дальнейшем, когда обе катушки будут распаяны на плате, то для уверенного приема радиостанций их длину придется немного корректировать для увеличения или уменьшения индуктивности.
Диоды.
Диоды VD2 и VD3 обязательно должны быть кремниевыми из серии КД521А, Б или КД522А, Б. Использование других диодов нежелательно, так как это увеличит минимальное напряжение стабилизатора и потребует подбора компенсирующего резистора R1.
Транзисторы.
Транзистор VT1 любой из серии КТ3102.
Микросхемы.
В приемнике применены микросхемы К174ХА34 (DA1) и К174УН31 (DA2).
Для подключения внешнего питания, а также для отключения питания приемника на плате устанавливаются миниатюрные разъем и выключатель. Если не планируется питать приемник от внешнего источника питания, то разъем не нужен.
При использовании миниатюрного корпуса динамическую головку ВА1 желательно подобрать как можно меньшим диаметром и высотой. В этой конструкции приемника использовалась головка 0,25 Вт — 8 Ом, диаметром 30 мм и высотой 4 мм, а корпус был взят от детских счетных палочек.
На этом закончу, а Вы пока подбирайте детали. В следующей части будем делать печатную плату и распаивать детали.
И уже по сложившейся традиции выкладываю ролик, где показано, как подготовить печатную плату для приемника.
Удачи!
Литература:
1. Н. Герасимов «Двухдиапазонный УКВ приемник», Радио 1994 №8.
2. Микросхема К174УН31 — низковольтный усилитель мощности звуковой частоты. Техническая документация АДБК.431120.573ТУ
Простой двухдиапазонный УКВ приемник на микросхеме
Данный двухдиапазонный УКВ радиоприемник рассчитан на прием радиостанций в диапазоне 64…74 мГц и 88…108 мГц.
Достоинства данной схемы.
- Простота в изготовлении за счет использования малого количества деталей, а следовательно малые размеры;
- Питание приемника от 3 до 6 В, при токе потребления 20 мА;
- Микросхема на которой построен приемник имеет в себе усилитель высокой частоты, гетеродин, смеситель, усилитель промежуточной частоты, частотный демодулятор, предварительный усилитель низкой частоты;
- Чувствительность приемника не хуже 1 мкВ;
Изготовление приемника
Транзисторы VT2, VT3, VT4 выполняют роль параметрического стабилизатора, через него подается напряжение на варикап VD1. Переключение между диапазонами осуществляется с помощью переключателя SA1.
Все катушки наматываются проводом ПЭЛ диаметром от 0,25 до 0,51 мм на оправке диаметром 3 мм и содержат L1-четыре витка, L2- семь витков, L3- пять витков.
Регулировочный резистор следует использовать многооборотистый СП3-36, для более простой плавной регулировки диапазона. Конденсаторы следует использовать типа К10 или аналогичные, полярные К50-16б резисторы типа МЛТ. Варикап КВ122А можно заменить на КВ106А. Транзисторы VT2…VT4 с любым буквенным индексом. Микросхему К174ХА34 можно заменить на TDA7021. переключатель типа ПД-9-2 или ПД-9-1. Детали монтируются на одностороннем стеклотекстолите размерами 60х40.
Скачать печатную плату двухдиапазонного УКВ приемника
Настройка двухдиапазонного УКВ радиоприемника
Настройка по диапазону осуществляется путем сжатия или разжатия катушек L2(регулирует диапазон 64…74 мГц ), L3 (регулируется диапазон 88…108 мГц). Необходимо добиться перекрытия диапазоны. После этого необходимо зафиксировать их термоклеем, воском, парафином или любым другим диэлектрическим материалом. Более точная настройка диапазона осуществляется с помощью подбора резисторов R3 и R7. Начинать регулировку лучше всего с диапазона 88…108 мГц.
Усилитель Звуковой частоты для радиоприемника
Схема двухдиапазонного УКВ радиоприемника нуждается в оконечном усилителе, ниже представлена схема простого усилителя НЧ на микросхеме К174УН31.
Характеристики оконечного усилителя для двухдиапазонного УКВ приемника
Диапазон воспроизводимых частот 20…30000 Гц
Напряжение питания 1,8…6,6 В
Ток потребления 7 мА
Сопротивление нагрузки не менее 8 Ом
Выходная мощность 1,2 Вт
Данное устройство собирается на одностороннем стеклотекстолите размерами 35х35 мм. При безошибочной сборке усилитель сразу начинает работать, необходимо только при помощи резистора R3 установить нужный нам коэффициент усиления. Сделать это можно на слух, нужно добиться отсутствия искажений при максимальном уровне звука.
Скачать печатную плату
На этом все. Если у Вас есть замечания или предложения по данной статье, прошу написать администратору сайта.
Успехов!
Список используемой литературы: Шелестов И.П. «Радиолюбителям полезные схемы»
Простая система настройки для УКВ ЧМ приёмника
Предлагаемая аналоговая система настройки может быть встроена практически в любой УКВ ЧМ приемник. Она не содержит синтезатора частот и микропроцессора, что делает ее простой и доступной для повторения. Система обеспечивает автоматический поиск следующей станции при нажатии на кнопку “UP” или “DOWN”, затем включается система АПЧ, поддерживающая точную настройку.
В последнее время очень бурными темпами развивается ЧМ-радиовещание в диапазоне УКВ. В нашей стране вещание ведётся стазу аж в двух диапазонах: 65.8 – 73 МГц (стандарт OIRT) и 88 – 108 МГц (стандарт CCIR). Первый из этих диапазонов обычно называют «УКВ», а второй – «FM», хотя это не совсем верно: оба диапазона лежат в области ультракоротких волн, и оба они используют частотную модуляцию (ЧМ, или FM – Frequency Modulation). Основное отличие в вещании на этих диапазонах заключается в способе передачи стереосигнала. «Наш» стандарт использует систему с полярной модуляцией, а «импортный» стандарт – систему с пилот-тоном. Кроме того, отличается максимальная девиация несущей частоты: ±50 кГц и ±75 кГц соответственно.
В системе с полярной модуляцией поднесущая с частотой 31.25 кГц модулируется амплитудно разностным сигналом A-B и складывается с суммарным сигналом A+B. В результате получается полярно-модулированный сигнал. При модуляции передатчика поднесущая подавляется на 14 дБ с помощью режекторного контура с добротностью 100±5. Для декодирования такого сигнала в приемнике достаточно иметь каскад восстановления поднесущей и два диодных детектора, на выходе которых получаются сигналы левого (A) и правого (B) каналов. Таким образом, эта система изначально была ориентирована на простой стереодекодер. Однако, при попытках создать высококачественный стереодекодер проявляются некоторые недостатки системы. Прежде всего, это необходимость точного восстановления поднесущей (точно на 14 дБ и контуром с добротностью точно 100). Отклонение этих параметров ухудшает разделение стереоканалов. Кроме того, система не была ориентирована на применение синхронного детектирования, а обычный амплитудный детектор имеет повышенные нелинейные искажения. Выделение же опорной частоты для синхронного детектора из амплитудно-модулированной поднесущей затруднено.
Система с пилот-тоном [1] изначально была ориентирована на применение синхронного детектирования и суммарно-разностных (матричных) стереодекодеров. В этой системе поднесущая 38 кГц модулируется амплитудно разностным сигналом A-B. В качестве суммарного сигнала A+B в матричных стереодекодерах используется тональная часть сигнала с частотного детектора приемника. Для получения опорной частоты синхронного детектора передается специальный пилот-тон частотой 19 кГц. При модуляции передатчика пилот-тон подавляется на 20 дБ, а поднесущая подавляется полностью, остаются лишь боковые полосы. Таким образом, благодаря применению синхронного детектирования, резко снижены нелинейные искажения. Кроме того, не требуется восстановления поднесущей с высокой точностью. Система вообще малочувствительна к отклонению уровня и даже фазы поднесущей.
Система с полярной модуляцией существует лишь благодаря многочисленному парку старых радиоприемников. С течением времени она всё больше вытесняется системой с пилот-тоном.
Известно, что при стереофоническом приеме отношение сигнал/шум на выходе приемника намного хуже (на 20 дБ и более), чем при монофоническом приеме. Основной шум содержится в разностном сигнале A-B. Поэтому современные стереодекодеры для улучшения отношения сигнал/шум автоматически сужают полосу и снижают уровень сигнала A-B на входе матрицы при ухудшении условий приема. При этом вместо повышения уровня шумов несколько ухудшается разделение стереоканалов, что субъективно менее заметно [2]. Этот принцип используется, например, в тюнерах некоторых моделей автомобильных магнитол фирмы «Pioneer».
Вернемся к системе настройки приемника. В отличие от системы на основе синтезатора частот, предлагаемая система настройки может работать на любом диапазоне. Она непосредственно не привязана к какой-либо конкретной частоте приема. Благодаря тому, что система не содержит микропроцессора и переключающихся цифровых схем, отсутствуют помехи со стороны цифровой части. При этом обеспечивается наилучшее отношение сигнал/шум и максимальная чувствительность приемника. Некоторым недостатком устройства является отсутствие индикации номера принимаемой станции.
Необходимым условием для встраивания системы в приемник является наличие электронной настройки и сигнала АПЧ. Электронная настройка обычно осуществляется с помощью варикапов, на которые подают управляющее напряжение 3 – 24 В в зависимости от частоты настройки. Современные высокочастотные блоки приемников часто имеют более узкий диапазон напряжения настройки, примерно 1 – 9 В. Предлагаемая система позволяет работать с любым диапазоном напряжения настройки, нужный диапазон обеспечивается соответствующим выбором напряжения питания ОУ U4 (рис. 1). Сигнал АПЧ представляет собой постоянную составляющую выходного сигнала частотного детектора и может быть получен с помощью ФНЧ. Возможен случай, когда этот сигнал имеет обратную полярность (т.е. при расстройке по частоте вниз сигнал АПЧ увеличивается). Нужная полярность может быть получена с помощью одного ОУ, на котором следует собрать усилитель с коэффициентом передачи –1.
Рисунок 1. Принципиальная схема УКВ ЧМ приемника.
На рис. 1 показана полная схема УКВ ЧМ приемника. В качестве входного блока использован готовый блок УКВ-I-2С. Вместо него с успехом может быть применен входной блок от автомагнитолы зарубежного производства или самодельный входной блок. Нужно отметить, что любой входной блок может быть легко переделан на нужный диапазон путем замены катушек гетеродинного и входного контуров.
С выхода УКВ-блока сигнал промежуточной частоты 10.7 МГц поступает на апериодический усилитель, собранный на транзисторах VT1 – VT3. С выхода усилителя сигнал поступает на пъезокерамический полосовой фильтр F1, который формирует полосу пропускания приемника. Сигнал с выхода фильтра поступает на специализированную микросхему U1, которая содержит усилитель-ограничитель ПЧ, частотный детектор и предварительный усилитель звуковой частоты. Встроенный частотный детектор выполнен на основе балансного модулятора. Необходимый для его работы сигнал, сдвинутый по фазе относительно входного, получается с помощью колебательного контура L1C9. Добротность этого контура определяет крутизну преобразования. Необходимая добротность задана резистором R13. С выхода предварительного усилителя звуковой частоты (вывод 8) сигнал поступает на усилительный каскад на транзисторе VT5, далее – на стереодекодер. Цепочка R19C14 компенсирует неравномерность АЧХ тракта на высоких частотах. Цепи коррекции предискажений должны входить в состав стереодекодера. В качестве напряжения АПЧ используется выходное напряжение частотного детектора (вывод 10), отфильтрованное с помощью ФНЧ R23C19.
Рисунок 2. Процесс поиска станции вверх по частоте (a) и вниз по частоте (b).
Рассмотрим работу системы настройки при поиске радиостанции вверх по частоте (рис. 2a). Когда приемник не настроен на станцию, напряжение АПЧ имеет некоторое среднее значение (в данном случае около 3 В). Приблизительно такое же напряжение должно быть установлено с помощью подстроечного резистора R51 в точке +E. Для запуска процесса поиска необходимо нажать кнопку «UP». При этом триггер U5B усанавливается, а U5A – сбрасывается. На аналоговый мультиплексор U6 поступает адрес=1. Мультиплексор через резистор R31 подключает напряжение, немного меньшее, чем +E, на вход интегратора U4. Выходное напряжение интегратора, а оно является напряжением настройки, начинает увеличиваться. Вместе с ним увеличивается частота настройки приемника (участок, обозначенный стрелкой R на рис. 2a). Когда частота настройки начнет приближаться снизу к частоте несущей одной из работающих радиостанций, напряжение АПЧ уменьшается. Когда оно достигает порога, установленного подстроечным резистором R28, компаратор U3 переключается и сбрасывает оба триггера U5A и U5B. При этом на мультиплексор поступает адрес=0, мультиплексор подключает на вход интегратора напряжение АПЧ, которое осуществляет точную подстройку частоты. Напряжение на выходе интегратора (и частота настройки приемника) меняются до тех пор, пока напряжение АПЧ не станет равным напряжению +E. А это соответствует точной настройке (участок, обозначенный стрелкой AFC на рис. 2a). В это время выход компаратора находится в состоянии высокого логического уровня, что обеспечивается цепочкой гистерезиса VD3-VD5, R25-R27. Эта цепочка построена таким образом, что при срабатывании компаратора порог поднимается чуть выше напряжения +E. На рис. 2 напряжение порога компаратора обозначено Utrh.
Для поиска радиостанции вниз по частоте необходимо нажать кнопку «DOWN». При этом триггер U5B сбрасывается, а U5A – устанавливается. На аналоговый мультиплексор U6 поступает адрес=2. Мультиплексор через резистор R34 подключает напряжение, немного большее, чем +E, на вход интегратора U4. Выходное напряжение интегратора при этом начинает уменьшаться. Вместе с ним уменьшается частота настройки (участок, обозначенный стрелкой R на рис. 2b). Когда частота настройки начнет приближаться сверху к частоте несущей одной из радиостанций, напряжение АПЧ сначала увеличивается. Если компаратор U3 был до этого включен, то он выключается. Напряжение АПЧ достигает максимума, потом начинает уменьшаться, становится равным +E в момент точной настройки, затем падает дальше. Когда оно достигает установленного порога, компаратор U3 переключается и сбрасывает оба триггера. При этом мультиплексор подключает на вход интегратора напряжение АПЧ, которое возвращает напряжение настройки обратно, обеспечивая точную подстройку частоты (участок, обозначенный стрелкой AFC на рис. 2b). Если бы у компаратора отсутствовала цепочка гистерезиса, то он сбросился бы уже при точной настройке, и попытка осуществить поиск вниз привела бы к повторному захвату той же станции.
Второй канал мультиплексора U6 используется для управления светодиодами. Во время поиска вверх включается светодиод «UP», при поиске вниз – светодиод «DOWN». Когда станция найдена и работает АПЧ, горит светодиод «LOCK».
Во время поиска выходной сигнал приемника отключается (реализуется бесшумная настройка). Для этого выходное напряжение микросхемы U1 шунтируется транзистором VT4. Управляет этим транзистором каскад на VT9, который запирает VT4, когда зажигается светодиод «LOCK». Цепочка R48C21VD9 обеспечивает задержку включения сигнала на время, необходимое системе АПЧ для захвата частоты.
Регулировку системы настройки производят в следующей последовательности. Вначале следует установить нужное значение напряжения +E. Для этого заземляют вход напряжения настройки УКВ-блока и измеряют напряжение АПЧ. Такое же значение устанавливают подстроечным резистором и для +E. Если тракт ПЧ приемника реализован по-другому, то пределы регулировки +E могут оказатся недостаточными снизу. В таком случае следует установить дополнительный делитель, или вместо U2 применить подходящий стабилизатор другого типа. Затем подстроечным резистором R28 следует установить порог компаратора так, чтобы система уверенно захватывала станции. Если этот порог слишком близок к +E, то система настройки будет останавливаться от воздействия помех. Если порог слишком далек от +E, то система будет пропускать станции. Когда приемник настроен на станцию и работает АПЧ, нужно уточнить регулировку напряжения +E по наилучшему приему (этой регулировкой выводят частотный детектор на середину линейного участка).
Питается система настройки двумя напряжениями: +9 В и +30 В. Первое может лежать в пределах +5..+12 В, второе зависит от диапазона напряжения настройки примененного входного блока и может варьироваться в широких пределах. Вместо LM311 можно применить КР554СА3 или одну половинку LM393 (LM2903). TL061 можно заменить КР544УД1, КР140УД8. Отечественный аналог 4013 – К561ТМ2 или К176ТМ2, 4052 – К561КП1. Вместо транзисторов DTC144E можно применить любые маломощные n-p-n транзисторы, добавив в базовую цепь делитель из одинаковых резисторов сопротивлением 10..47 К. Тракт ПЧ можно выполнить по другой схеме или взять готовый. Главное, чтобы он обеспечивал напряжение АПЧ. Стереодекодер можно выполнить по любой схеме. Хороший стереодекодер для системы с полярной модуляцией описан в [2].
Рисунок 3. Принципиальная схема стереодекодера системы с пилот-тоном.
Выпускаются также специализированные микросхемы стереодекодеров для системы с полярной модуляцией. Есть даже микросхема двухсистемного стереодекодера К174ХА51 производства АО «Ангстрем». Для системы с пилот-тоном существует множество специализированных микросхем импортного производства. В качестве примера на рис. 3 приведена схема простого стереодекодера на основе микросхемы AN7421 фирмы «Matsushita».
Литература:
1. В. Поляков. Стереофоническая система радиовещания с
пилот-тоном. Радио, №4, 1992 г.
2. К. Филатов. Стереодекодер с адаптивно регулируемой полосой пропускания.
Радио, №11, 1986 г.
Автор проекта: Ридико Леонид Иванович,
e-mail: Включите javascript, чтобы увидеть email
Включите javascript, чтобы увидеть email
|
Все блоки приемника закрепляются с помощью металлических стоек на токопроводящем экране, например, на листе алюминия или фольгированного гетинакса. Общий провод каждого блока должен иметь электрический контакт с этим экраном непосредственно около блока. При несоблюдении этого условия возможно появление помех от синтезатора. Налаживание приемника следует начинать с блока УПЧ, которое заключается в установке коллекторного тока транзистора VT1 в пределах 2…2,5ма и настройке контура L1, C8 на среднюю частоту полосы пропускания пьезофильтров. Наиболее тщательно следует подойти к наладке блока УКВ, т.к. от этого будет зависеть чувствительность приемника. Токи всех транзисторов также должны быть в пределах 2…2,5ма. Первоначально напряжение настройки следует подать с дополнительного переменного резистора, а к выходу сигнала гетеродина Fg подключить частотомер. Вращая конденсатор C12 и сжимая или растягивая витки катушки L5 нужно установить диапазон перестройки гетеродина 75…120мгц при изменении напряжения настройки в пределах 1…4в. При этом конденсатор C12 не должен оказаться в положении минимальной емкости. При необходимости следует изменить число витков L5. После настройки витки катушки заливаются парафином и вновь контролируется диапазон перестройки гетеродина. Т.к. индуктивность катушки немного изменится, возможно, потребуется вновь растянуть витки или уменьшить их количество, расплавив парафин паяльником. Затем следует провести сопряжение настроек всех контуров блока УКВ. В нижней части диапазона это делается путем сжатия или растяжения витков катушек L1 и L2, а в верхней — с помощью конденсаторов C2 и C7. Эту операцию можно выполнить непосредственно по сигналам радиостанций, добиваясь равномерной чувствительности по диапазону. После настройки катушки также необходимо залить парафином и вновь проконтролировать, а при необходимости, подкорректировать сопряжение настроек. Контур L6, C18 настраивается на 10,7мгц. Чувствительность УНЧ (рис.3) можно изменить, подбирая номинал R1. В блоке синтезатора (рис.4) следует проконтролировать частоту опорного кварцевого генератора, подключив частотомер через конденсатор емкостью 3..4 пф к выводу 6 DA1. В небольших пределах частоту можно изменять конденсатором C6. Если не удастся добиться генерации кварца точно на частоте 4мгц, нужно применить другой кварц или смириться с небольшой погрешностью индикации частоты настройки приемника. В блоке управления (рис.5) необходимо проверить работу компараторов и валкодера. Вращая валкодер и наблюдая сигналы на выходах компараторов с помощью двухлучевого осциллографа или визуально, подключив к ним 2 светодиода, следует добиться симметрии полуволн и сдвига фазы между ними 90 градусов. Если этого не удастся достичь изменением положения движка R12, необходимо изменить взаимное расположение излучателя и фотоприемника валкодера. После настройки все блоки соединяются между собой согласно рис.6 и проверяется работа приемника в целом. Следует отметить, что данная конструкция не может быть рекомендована в качестве первого приемника юного радиолюбителя, поэтому в описании отмечены только наиболее существенные моменты, а общепринятые методики настройки подробно не описываются. В качестве примера вы можете загрузить чертеж печатной платы блока УНЧ (39кб) в графическом формате, подготовленном для распечатки из PAINT в масштабе 1:1. Чертежи всех остальных плат в таком же виде, а также программу для PIC контроллера можно заказать у автора. Готовых печатных плат, к сожалению, нет, но по чертежам их без труда можно изготовить вручную. Все платы, кроме УНЧ и блока управления, односторонние. На двух последних со стороны установки деталей есть несколько дорожек, которые, в случае необходимости, можно заменить проволочными перемычками. Первоначально предполагалось в качестве синтезатора использовать КФ1015ПЛ4, но экземпляр, с большим трудом приобретенный автором, оказался неработоспособным. А другого приобрести не удалось. Пришлось применить 1508ПЛ1, переделать плату синтезатора и переписать программу PIC контроллера. Поэтому, программа существует в 2-х вариантах — для синтезатора на 1508ПЛ1 (схема которого приведена в данном описании) и для синтезатора на КФ1015ПЛ4. Ввиду малой распространенности последнего схема и плата для него должным образом не оформлены. Подробную информацию по КФ1015ПЛ4 можно найти в журнале «Радио» №3 стр. 46 и №4 стр.41, 42 за 1999 год. В заключение необходимо отметить, что опытные радиолюбители могут применить в данном приемнике модуль индикатора и синтезатор другого типа, переписав соответствующие подпрограммы обслуживания. Например, вы можете загрузить схему и чертеж платы блока синтезатора для этого приемника на SAA1057 saa1057.zip, разработанные одним из радиолюбителей. Без труда можно изменить также диапазон рабочих частот и шаг перестройки. В ЖКИ модуле HT1613 имеется не использованная в данной конструкции функция часов. Для ее реализации необходимо питание индикатора осуществить от автономного источника +1,5в и добавить несколько кнопок для установки времени. Более подробно возможности индикатора описаны в технической документации на него. |
Детекторные и прямого усиления приёмники УКВ (FM) диапазона.
Практикум для начинающих.
От детекторного приёмника к супергетеродину.
Самодельный радиоконструктор. Часть 6.
В Москве радиовещательные станции работают в двух диапазонах. УКВ 1 занимает частоту 65,9 -74 МГц и в УКВ 2 радиостанции работают в интервале частот 87,5 – 108 МГц. В двух диапазонах используется частотная модуляция (ЧМ) и на всех приёмниках иностранного производства этот вид модуляции сокращённо обозначается FM (frequency modulation – частотная модуляция). В переводе встречается и такое сочетание букв ФМ.
С 90-х годов импортные радиоприёмники с диапазоном УКВ 2 (FM) основательно заполонили рынок, и в настоящий момент эфир полностью освоен радиовещательными компаниями и на этом участке волн уже работают более 40 станций.| Рис. 1. Детекторный УКВ (FM) приёмник. |
Простота конструкции детекторного УКВ приёмника соблазняет. Соединяете вместе тройку — четвёрку деталей, и несколько радиовещательных станций слышны в наушниках. В городских условиях, где много помех этот приёмник будет работать лучше, чем выполненный на средних или длинных волнах, правда при условии, что радиовещательный УКВ передатчик или ретранслятор находится недалеко от вашего дома. В моём случае дальность уверенного приёма составила шесть километров.
Нужен ли такой приёмник? Детекторный, самый простой, сделанный по классической схеме? Чтобы ответить на эти вопросы соберите эту конструкцию, а когда соберёте, то поймёте, что не зря провели время. Много интересных опытов можно провести с простым приёмником. Возможно, вам захочется усовершенствовать его, добавить каскад усиления, улучшить селективность, сделать антенну с большим коэффициентом усиления и т. д. То, что вы не остановитесь на достигнутом — уже хорошо.
Детекторный УКВ приёмник.
Это было нечто похожее на старинный фрегат. Его корпус, объёмный резонатор, длиной 0,75метров (4-я часть длины волны = 3-м метрам, что соответствует 100МГц), свинченный из двух оцинкованных корыт, с мачтами направленных антенн типа волновой канал, поднимался на верёвках, переброшенных через блоки на крышу загородного дома. Я бы отнёс этот эпизод к первоапрельской шутке, но в городе эта груда металла будет работать, стоит только подсоединить к ней германиевый диод с высокоомными наушниками.| Рис. 2 Детекторный УКВ (FM) приёмник с УНЧ, 0 — V — 1. |
Самый простой УКВ ЧМ детекторный приёмник по схеме не отличается от амплитудного детектора диапазонов: ДВ, СВ, КВ, но по конструкции он будет отличаться катушкой индуктивности, она будет иметь всего несколько витков провода. Такой контур с конденсатором переменной ёмкости около 30 пФ перекрывает сразу 2 диапазона с запасом от 65 до 108 МГц.
С целью повышения добротности, учитывая, что токи ВЧ текут по поверхности проводов, я выбрал диаметр 2 мм, используя медный провод для электропроводки, сняв с него изоляцию и намотав 4 витка на оправке диаметром 1,2 см.
| Фото 1. Катушка индуктивности. |
Теория здесь! Но услышать эфир с такого приёмника возможно в непосредственной близости передатчика, поэтому желательно сразу же подключить УНЧ с низкоомным телефоном или компьютерную колонку, так как скат контура на принимаемой частоте очень пологий и изменение амплитуды в результате преобразования ЧМ сигнала в АМ очень малы. Когда я всё это подсоединял, то мне самому было интересно чего же я услышу. Ведь колебательный контур имеет на этой частоте полосу около 5 МГц, а это значит, что около 10 станций я должен услышать одновременно.
Практически я впервые собирал такой простой радиоприёмник на эту частоту для ЧМ сигнала.
| Рис. 3. Детекторный УКВ приёмник ЧМ. Схема удвоения напряжения (по Вильярду), 0 — V — 1. |
| Рис. 4. УКВ (FM) приёмник с эмиттерным детектором. 0 — V — 1. Схема детектора на транзисторе обладает большим коэффициентом передачи. |
| Фото 2. Детекторный УКВ радиоприёмник с УНЧ для подключения головных телефонов. |
Фото 3. В качестве антенн я также использовал раздвижной разрезной вибратор, строительное правило, проволочный разрезной вибратор от компьютерной радио приставки. Последняя антенна тоже показала неплохие результаты. Такой простой приёмник является хорошим индикатором в определении качества антенн. |
| Фото 4. С помощью конденсатора настройки (пластмассовой трубки со слоем фольги сверху, соединённой с тазиком), одетого на алюминиевую трубку, настроился на 56 МГц. Расстояние между двумя настройками на скатах, которое составило 2 МГц, принял за полосу контура. Но вещательный канал 1-ой программы телевидения принять не удалось. Приёмник принимал только сигнал с генератора, хотя без конденсатора станции УКВ диапазона были слышны, но до них ещё надо пилить и пилить трубку. |
| Фото 5. К колебательному контуру, выполненному в виде трубки, с помощью хомутов подсоединяется антенна, эмиттерный детектор с УНЧ. С помощью хомутов удобно подбирать согласование с катушкой (трубкой), добиваясь максимальной громкости и селективности. Проводки, подсоединяющие монтажную плату, необходимо сделать как можно короче, а наушники подключить через дросселя с индуктивностью 1,5 мкГн. |
Была ещё идея пристроить к тазику направленную спиральную антенну с высоким коэффициентом усиления, используя медную водопроводную трубу с диаметром витка 0,5 метров и длиной шаговой намотки до 5 метров, но в период резкого спада спроса на алкоголь в результате растущих на него цен, такая конструкция напоминала бы самогонный аппарат производственного масштаба. От затеи пришлось отказаться.
Применение. Несколько десятков таких приёмников, состоящих из с вибраторов в виде отрезков проводов, направленных на ближайший передатчик, колебательные контура, настроенные на мощную радиостанцию, и такое же количество диодов, и — готов неиссякаемый источник энергии, который займёт намного меньше места, чем аналогичные детекторы-накопители ДВ и СВ диапазонов.
Я попробовал избавиться от назойливых соседей и поставил ещё один перестраиваемый резонансный каскад усиления перед детектором, сделав, таким образом,
приёмник УКВ (FM) прямого усиления 1 – V – 1.| Рис. 5. Приёмник УКВ (FM) прямого усиления с УВЧ (Т1), детектором (Т2), УНЧ DD1. 1 — V — 1 |
В конструкции приёмника использован двухсторонний фольгированный стеклотекстолит. А края платы пропаяны медной лентой, обеспечивающий двухсторонний контакт проводящего слоя. Катушки расположены с двух сторон печати, а сама плата является экраном между контурами. Таким образом, убираются паразитные связи (положительная обратная связь), которые способны на этих частотах превратить данный приёмник в регенеративный, то есть, работающий на грани самовозбуждения. В этой части желательно позаботиться об устойчивом усилении резонансного каскада, а регенеративный приёмник — это отдельная тема для творчества.
| Фото 6. Конструкция УКВ приёмника прямого усиления по схеме 1 — V — 1. |
При использовании 2-х резонансных контуров полоса должна сузиться в 1,4 раза, а подавление соседнего канала увеличиться в 2 раза, что и получилось на практике, но оставшаяся довольно широкая полоса (3,5 МГц) захватывала по две станции. Такая конструкция работала только в городе, а в дачной местности, в 70 км от города и в 20 км от ретранслятора, я не смог поймать ни одной станции, только ровный белый шум УНЧ. Правда, стоило мне подсоединиться к телевизионной антенне с усилителем, что-то стало проявляться на уровне шумов, но для качественного функционирования устройства было ещё далеко. Для нормальной работы такого приёмника мне необходимо было вернуться в 50-е годы прошлого столетия и позаимствовать схему телевизора КВН-49, приёмный тракт этого устройства был сделан по схеме прямого усиления. Приёмник имел только два канала. Это была линейка ламп с контурами, которые переключались рычажком-переключателем, замыкающим контактные лепестки по всей длине шасси. А всего 20 лет назад, когда FM диапазон ещё не был освоен, такой самодельный приёмник оказался бы вполне приемлемым в использовании, по крайней мере, в городских условиях. Возвращаться в прошлое с целью усложнения схемы не хотелось.
Применение. Приведённая схема перестраиваемого резонансного усилителя (Рис. 5) прошла испытание временем и довольно успешно применяется по сей день в качестве преселектора в супергетеродинных приёмниках. В более серьёзных аппаратах все подстроечные и переменные конденсаторы заменяются варикапами, а настройка на станцию осуществляется с помощью микропроцессора.
Неперестраиваемый резонансный усилитель ВЧ находит применение для сверхдальней связи, будучи использован в качестве антенного усилителя, установленного непосредственно в антенне. Благодаря узкой полосе приёма, он будет обладать меньшим коэффициентом шума, лучшей защитой от помех по сравнению с широкополосным апериодическим каскадом, который в основном используется в стандартных антенных усилителях. Возвращаясь к теме простых приёмников УКВ прямого усиления, я, пожалуй, откажусь от наращивания контуров с целью сужения полосы пропускания, а соберу сверхрегенеративный детекторный каскад для диапазона УКВ-2Сверхрегенеративный приёмник УКВ (FM) диапазона.
Не видел человека счастливее в момент, когда он демонстрировал работу своего сверхрегенеративного приёмника. Всего три транзистора на картонке, штыревая антенна и несколько сверхдальних станций захлёбываясь иностранной речью, перебивают друг друга.
Я тоже собирал аналогичные приёмники КВ диапазона для радиоуправляемых моделей и простеньких переговорных устройств. Этот вид детектирования сигнала подкупает своей простотой, но в настоящий момент переходит в разряд ретро, уступая место супергетеродинному приёмнику, который благодаря современной элементной базе будет иметь преимущество.
Но надо отдать должное этому устройству, ибо собрав его, вы не сможете от него оторваться, крутя подстроечные конденсаторы, подбирая режимы, добиваясь согласования с контурами и т. д. в попытке получить от этого радиоприёмника нечто сверхъестественное, как и следует из его названия. Не буду никого разочаровывать, так как сам собрал такой приёмник на диапазон УКВ – 2 (88 – 108 МГц) и уже не один вечер колдую над ним.
| Рис. 6. УКВ (FM) приёмник со сверхрегенеративным детектором. 1 — V — 1 |
У этого приёмника лучше селективность по соседнему каналу, практически переехал в отдельную квартиру. Лучше чувствительность, я уже могу слушать его на даче. Но про остальные параметры мне лучше помолчать. А то пропадёт весь интерес к нему и счастливое лицо, демонстрирующее работу приёмника, никому не суждено будет увидеть.
Конструкция приёмника аналогична предыдущей, но у вас появится непреодолимое желание экранировать сверхрегенеративный детектор ибо, уже поднося руку к катушке демодулятора, его настройка меняется, ведь он включает в себя генератор высокой частоты, излучающий высокочастотную генерацию вспышками благодаря второму генератору, более низкой частоты, и всё это выполнено на одном транзисторе. Я специально немного изменил предыдущую схему, превратив резонансный каскад УВЧ в апериодический, чтобы такую конструкцию легко можно было переделать. Изменению в основном подвергается детектор. Однако лучшую развязку с антенной обеспечит каскодный УВЧ. О нём всё написано в 3-й части радиолюбительского конструктора.
Такой простой УКВ радиоприёмник целесообразно сделать в виде макета в стиле ретро, который может быть использован на школьной выставке творчества в качестве практического задания на каникулы. Как демонстрационный радиоприёмник он будет более работоспособен в городских условиях, где много помех, по сравнению с диапазонами СВ и ДВ. Смотрите продолжение этого поста «Ламповый регенеративный детектор FM диапазона».В этом посте собран макет приёмника прямого усиления по схеме 0 – V – 1. К ламповому (высокочастотный пентод 6Ж5П) регенеративному детектору подсоединяется активная колонка и приёмник готов. В городе приём ведётся на штыревую антенну без заземления. Приобретите билет в детство или в прошлое и соберите эту ретро-конструкцию. Не пожалеете!
Простой УКВ радиоприёмник своими руками
РадиоКот >Схемы >Аналоговые схемы >Приемники и передатчики >Простой УКВ радиоприёмник своими руками
В настоящее время быстро развивается радиовещание в диапазоне УКВ. Высокое качество звука, доступность радиоприемников, большой выбор программ делают радиовещание на УКВ наиболее популярным. Например, в Москве можно услышать более 30 радиостанций. Для двух городов список частот, на которых работают эти радиостанции, приведен в таблицах. Промышленность выпускает большое количество различных моделей УКВ радиоприемников. Однако, используя современную элементную базу, самостоятельно изготовить УКВ радиоприемник может даже начинающий радиолюбитель.
Схема радиоприемника, предназначенного для стационарного использования, приведена на рисунке выше. Его отличительной особенностью является отсутствие навесных катушек индуктивности. Единственная индуктивность, имеющаяся в схеме (L1), выполнена в виде одного витка на печатной плате. Для настройки радиоприемника не требуется никаких измерительных приборов, кроме цифрового или стрелочного тестера.
На такой радиоприемника, оснащенный комнатной антенной длиной 1,5…2 метра, можно принимать УКВ ЧМ станции, расположенные на расстоянии до 50 км. Высокочастотная часть радиоприемника выполнена на интегральной микросборке КХА058 (ЮКО 348 031 ТУ), которая представляет собой полный тракт УКВ ЧМ радиоприемника. Приближенный аналог — микросхема TDA7000 (Philips).
Основные технические параметры микросхемы:
Диапазон принимаемых частот……………………………………….20…150 МГц;
Напряжение питания………………………………………………………..4…9 В;
Ток покоя………………………………………………………………………….Чувствительность…………………………………………………………..Полоса удержания АПЧ генератора………………………………>250 кгЦ;
Выходное напряжение (при RH=22 KOM)……………………….>50МВ;
Диапазон воспроизводимых частот…………………………………65…12500 Гц;
Нелинейные искажения……………………………………………………
Функциональная схема микросхемы приведена на рисунке 2.
Рисунок 2
Радиоприемник представляет собой супергетеродин с низкой промежуточной частотой (70 кГц), что позволяет использовать в качестве элементов селекции RC цепи. В микросхеме имеется обратная связь по частоте, что приводит к уменьшению девиации в тракте ПЧ приемника и обеспечивает автоматическую подстройку. Кроме того, обратная связь по частоте уменьшает нелинейные искажения звукового сигнала.
Выводы микросборки имеют следующее назначение:
1. Выход стабилизатора +5 В.
2. Вывод для подключения индуктивности гетеродина.
3. Вывод для подключения варикапа.
4. 16. Вывод питания.
5. 6, 10, 17, 19. Свободные.
7, 9. Выводы для подключения индуктивности.
8. Вход для подключения антенны. 11—14. Выводы общего провода. 15. Выход звукового сигнала.
18. Вход стабилизатора.
Радиоприемник обеспечивает уверенный прием УКВ ЧМ радиостанций, а при соответствующем подборе индуктивности L1 и конденсатора С2 может принимать радиостанции в диапазоне частот от 27 до 150 МГц. Для приема УКВ ЧМ радиовещательных станций катушка L1 должна состоять из одного витка (на печатной плате оставляем только внешний виток, а фольгу внутри витка удаляем).
Весь радиоприемник функционально состоит из радиоканала, построенного на базе DA1 типа КХА058, и усилителя мощности звуковой частоты на микросхеме DA2 типа К174УН7. Использование в приемнике микросхем и печатного монтажа, а также печатной катушки контура гетеродина обеспечивает высокую надежность и стабильность работы.
Сборка радиоприемника производится в следующем порядке: сначала устанавливаем все элементы, кроме DA1, и проверяем работу звукового усилителя на микросхеме DA2, после этого припаиваем микросхему DA1.
Регулировка высокочастотной части радиоприемника заключается в подборе емкости конденсатора С2 для настройки на требуемый участок диапазона. При отсутствии генератора границы диапазона можно установить по приему местных радиостанций. В Москве и Подмосковье легко сориентироваться по частотам радиостанций из приведенной таблицы.
При напряжении источника питания радиоприемника от +5 до +15 В необходимо подобрать номинал резистора R3 для обеспечения напряжения +3,5…5,0 В на выводах DA1/4 и DA1/16. При использовании нестабилизированного источника питания рекомендуется установить параметрический стабилизатор на светодиоде VD2 (рисунке 3) — он одновременно может служить индикатором включения, или внутренний стабилизатор на 5 В в микросхеме DA1. Для использования внутреннего стабилизатора микросхемы DA1 необходимо левый (по схеме) вывод резистора R7 отключить от выводов 4 и 16 микросхемы DA1 и соединить с выводом 18, а вывод 1 подсоединить к выводам 4, 16. При этом резистор R7 подбирается для получения на DA1/18 напряжения +6…9 В. Применение стабилизаторов увеличивает ток покоя на 3…8 мА.
Варикап VD1 можно заменить на Д901, КВ132 или на стабилитрон Д814 с любой последней буквой в обозначении. Для каждого варикапа конденсатор С2 подбирается индивидуально для обеспечения перекрытия выбранного диапазона частот.
Рисунок 3
В приемнике используется типовая схема включения микросхемы К174УН7. Затруднение может вызвать приобретение резистора 1 Ом. Большой точности от этого резистора не требуется, поэтому он может быть заменен отрезком высокоомного провода соответствующей длины, например, от проволочных резисторов.
При подключении к выходу НЧ усилителя динамика с сопротивлением 4 Ом выходная мощность будет около 4 Вт. К микросхеме следует закрепить радиатор. В данной конструкции используется радиатор промышленного изготовления для К174УН7. Ток потребления микросхемы при отсутствии входного сигнала составляет 5…20 мА, поэтому в конструкции с автономным питанием предпочтительнее использовать усилитель низкой частоты более экономичный, например, выполненный на дискретных элементах.
Радиоприемник можно смонтировать в корпусе абонентского громкоговорителя проводного вещания. На передней панели устанавливаются переменные резисторы R5 — «настройка» и R3 — «громкость». В качестве источника питания используется стандартный адаптер на напряжение 9…15 В и ток не менее 300 мА.
По материалам книги «Полезные схемы» И.П. Шелестов.
Все вопросы в Форум.
Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? |
