|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Універсальний УКХ ЧС приймач (70-150 МГц). Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Радіоприйом Декілька років тому перед автором постало завдання створити мініатюрний мобільний одноканальний приймач, здатний перебудовуватися в широкому діапазоні частот і приймати як широкосмугову, так і вузькосмугову ЧС, або шляхом перемикання, або, у крайньому випадку, з мінімальними переробками. Вивчення технічних описів та експерименти з однокристальними ЧС приймачами на базі К174ХА34 та подібними до неї, показали повну неспроможність останніх для застосування в серйозних конструкціях - низька чутливість і вибірковість, неможливість регулювання смуги пропускання, проблематичність застосування зовнішнього стабільного гетеродина тощо. Потім автор переглянув практично всі журнали "Радіо" та "Радіоаматор", за попередні роки, сподіваючись знайти щось готове. На жаль, як і очікувалося, нічого готового знайти не вдалося. Однак найбільший інтерес викликали конструкції [5,8,9]. Причому найбільш оптимальною виглядала конструкція наступного виду - ВЧ та перетворювач від [9], ПЧ та детектор від [5], а ФВЧ та УНЧ від [8]. При цьому конструкція виходила досить громіздкою. Наступним етапом пошуку був огляд веб-сайтів виробників мікросхем. Саме тут, на сайті MOTOROLA, автор виявив [13] схему приймача, яка фактично включала всі ідеї вищезгаданих конструкцій. Схема цього приймача, з незначними домальовками та виключеними явними "ляпами" наведена на рис. 1.
Творчо попрацювавши над наведеною схемою, автор реалізував наступний її варіант (Рис. 2). Схема приймача побудована з урахуванням рекомендацій [13] та інших конструкцій перерахованих і не перерахованих у списку літератури, а також теорії викладеної у [1]. Варто зауважити, що поняття універсальне, напевно, не зовсім правильне. Скоріше приймач можна назвати базовим, т.к. конструкція дозволяє легко додати синтезатор частот і друге перетворення частоти, перетворивши його на пристойний зв'язковий приймач. Для детальнішого ознайомлення з цими питаннями пропоную завантажити з сайту MOTOROLA необхідну документацію [11,12,13]. Принагідно зауважу, що зробити приймач вузькосмуговим можна і не вдаючись до другого перетворення частоти, про що буде сказано далі. Приймач може бути перебудований в діапазоні від 70 до 150 МГц без зміни номіналів підстроювальних елементів. Реальна чутливість приймача близько 0.3 мкВ. Напруга живлення – 9 вольт. Слід зазначити, що напруга живлення МС3362 – від 2 до 7 вольт, а МС34119 – від 2 до 12 вольт. Тому МС3362 живиться через стабілізатор напруги 78L06 вихідною напругою 6 вольт.
Вхідний каскад приймача виконаний за традиційною схемою резонансної. Сигнал з антени А1 через котушку зв'язку L1 надходить у вхідний контур L2. Індуктивний зв'язок з антеною виконано невипадково, т.к. це єдиний спосіб забезпечити нормальне узгодження з різними антенами та у широкому діапазоні частот [1,6,7]. Для зниження ефекту шунтування контуру L2 вхідними ланцюгами та підвищення його добротності, а отже звуження смуги пропускання та підвищення вибірковості, застосоване неповне включення контуру. Як підсилювальний елемент використовується польовий транзистор КП307Г. Зазначений транзистор має високу крутість характеристики та прийнятні шумові показники. Такі ж характеристики має двозатворний КП350, але він сильно боїться статичної електрики, до того ж потребує додаткових елементів для забезпечення усунення на другому затворі. Всі інші транзистори показали гірші результати і посилення і шумів. Посилений сигнал виділяється на контурі L3, який з тих же міркувань, що L2 має неповне включення. З контуру L3, через котушку зв'язку L4 сигнал надходить у змішувач. Така схема забезпечує мінімальний взаємний вплив УВЧ та змішувача, підвищує вибірковість, та забезпечує максимальне узгодження з вхідним каскадом змішувача, виконане за диференціальною схемою. Від внутрішнього гетеродина змішувач надходить опорна частота. Опорними елементами гетеродина є C7L5 та вбудована варикапна матриця, змінюючи напругу на якій резистором R6, можна здійснювати незначну перебудову частотою. Резистор R5 призначений для створення "розтяжки". У принципі R5, R6 і C6 можна виключити, з'єднавши 23 ніжку MC3362 з позитивним проводом, а перебудову здійснювати елементами C7 та L5. З 20 ніжки сигнал гетеродина може бути поданий на синтезатор частот, а напруга, що управляє, повинна подаватися в такому випадку на 23 ніжку. Сигнал розносної частоти 6,5 МГц (але може бути і 10,7 МГц і 5,5 МГц, це перевірялося) подається на п'єзокерамічний фільтр Z1 і далі, минаючи перший УПЧ і другий перетворювач, на другий УПЧ, обмежувач і фазовий детектор. З фазового детектора через ФВЧ на С13R9, що забезпечують зріз частот вище 5 кГц [2,3], сигнал надходить на підсилювач НЧ, виконаний за мостовою схемою, на мікросхемі MC34119. На відміну від 174 серії, цей підсилювач має значне посилення, високу стійкість до самозбудження, низький рівень власних шумів, дуже високий ККД і малу кількість навісних елементів. Вихідна потужність на навантаженні 20 ом становить близько 0,2 Вт. Якщо приймач планується використовувати як широкосмуговий мовний, то рекомендую змінити значення C13R9 на основі рекомендацій [2,3] або виключити цей ланцюг взагалі. Деталі та конструкція. На жаль, варіант приймача не був доведений до "коробкового" варіанта. По-перше цього і не потрібно, а по-друге, автору набагато цікавіше процес "пізнання і творення", ніж "зачісування та вилизування". Тому друковану плату, охочим повторити цю конструкцію, доведеться розводити самим. До речі, це доводиться робити навіть за наявності малюнка, т.к. часто немає тих елементів, які використовував автор. Та й схема досить проста, тому труднощів із цим бути не повинно. Макетна плата, яку використовував автор, має розміри 100х30 мм. та виконана з двостороннього фольгованого склотекстоліту, товщиною 1,5 мм. Усі деталі розташовані з боку друкарських провідників (благо отвори свердлити не треба), а друга сторона використовується як екран. Наскільки це добре, сказати не берусь. Я маю підозру, що це сприяє появі паразитних ємностей. Якщо подивитися промислові УКХ та ДМВ блоки, то всі вони чомусь виконані на односторонньому фольгуванні. Резистори, конденсатори та електролітичні конденсатори можуть бути будь-якого типу. Підстроювальні конденсатори типу КПК, але можуть бути й інші. Резистор R6 бажано використовувати багатооборотний. Контур LC частотного детектора взято від імпортного приймача (китайського) і має бути із зеленим або синім розфарбуванням. Місткість такого контуру на частоті 10,7 МГц становить 90 пФ. Отже для частоти 6,5 МГц необхідна додаткова ємність Ca - 150 пФ, а частоти 5,5 МГц - 250 пф.[14] Пьзокерамічний фільтр Z1 може бути будь-якого типу. Хоча мікросхема розрахована на вихідний імпеданс 300 Ом (для 10,7 МГц) та 1,5 кому на вхідний (455 кГц). Проте всі фільтри працюють нормально. Необхідно лише помітити, що фільтри бувають різні навіть однієї частоти і мають різні смуги пропускання, десь 10-20% від робочої частоти, отже й вибірковість буде отличатся. Крім того, на частоти 6,5 МГц і 5,5 МГц, крім смугових випускаються ще й режекторні (переважні) фільтри. Вони маркуються зазвичай однією точкою, а смугової – двома. Котушки індуктивності L2, L3, L5 мають однакову конструкцію. Вони намотані на каркасах діаметром 5 мм (такі каркаси використовуються в СКМ та СКД телевізорів 3 та 4 поколінь), посрібленим дротом 0.7 мм та мають по 5 витків. Довжина намотування 6 мм. Котушки розташовані вертикально. Усередині котушок знаходиться сердечник. Латунний для роботи у верхній частині діапазону (140 МГц), або феромагнітний для роботи у нижній частині діапазону (70 МГц). Котушка зв'язку L1 має 4 витки (виток до витка) проводом ПЕЛ 0,3 у верхнього виведення L2. Котушка зв'язку L4 має 2 витки (виток до витка) проводом ПЕЛ 0,3 у верхнього виведення L3. Відведення у L2 та L3 зроблено від середини. Усі контури розраховувалися з допомогою [14], з наступних міркувань. Довжина намотування - 6 мм, кількість витків 5 + 1 (додатковий виток враховує довжину відводів та індуктивність доріжок), діаметр намотування 5.5 мм (0.5 мм враховують нещільність намотування). Після розрахунку отримуємо L=0.13мкгн. Для налаштування на частоту 108 МГц ємності конденсаторів повинні бути наступними C1=С4=17 пФ. Гетеродин працює нижче частоти, що приймається, і до контуру додатково підключена варикапна матриця з мінімальною ємністю близько 5 пФ, звідси С5=19-5=14 пФ. Розрахункові результати практично ідеально збіглися з практикою при обліку ємності монтажу 2-3 пФ та ємності витік-стік у 2 пФ. (17 – 3 – 2 = 12 пФ. Саме цю ємність і показували С1 та С4.) Гранична частота гетеродина – 140 МГц, а з урахуванням латунного сердечника – 150 МГц. Для тих, хто бажає використовувати приймач на 144 МГц або вище, рекомендую зменшити кількість витків котушок L2, L3, L5 до 4. Якщо приймач планується використовувати як широкосмуговий мовний, то рекомендую змінити значення C13R9 на основі рекомендацій [2,3] або виключити цей ланцюг взагалі. Налаштування УНЧ не потрібне. Можливо буде потрібно підібрати значення R12 для оптимального значення посилення та смуги пропускання НЧ як рекомендовано у [4]. Для налаштування ФД п'єзофільтр від'єднується від 19 ніжки і на нього подається частотно-модульований сигнал з частотою обраної ПЧ. Я, наприклад, використовував звичайний кварцовий генератор за схемою триточки, з варикапом послідовно включеним кварцу, модулюючи його звичайним генератором ЗЧ на одному транзисторі з [2]. Для налаштування гетеродина в заданий діапазон, я використовував той же генератор ВЧ, переробивши його в LC генератор, і той же однотранзисторний ЗЧ. Генератор розташовується поруч із приймачем, у якого відключається УВЧ (відпаюється резистор R4) і конденсатором С7 проводиться налаштування на частоту генератора. Потім підключається УВЧ, ємність С1 встановлюється мінімальною, а L3 підлаштовується конденсатором C4 максимальної гучності сигналу. Потім підключається антена (шматок дроту 50-100 см) і проводиться налаштування контуру L2 конденсатором С1. Остаточне точне налаштування контурів проводиться підстроювальними сердечниками. Якщо УВЧ почне збуджуватися при точному налаштуванні L2, рекомендую залишити її дещо розстроєною, вище частоти, що приймається. Декілька зауважень. Зазначений приймач можна переробити у вузькосмуговий варіант. Це можна зробити декількома способами: 1) Включити друге перетворення. Це неважко зробити, подивившись схему зображену на рис. 1. Кварц необхідно вибирати на 465 кГц вище або нижче за першу ПЧ. Бажано першу ПЧ зробити 10,7 МГц підвищення виборчості по дзеркальному каналу. Контур LC необхідно використовувати від російських ПЧ транзисторних СВ-ДВ-KB приймачів. Використання контурів від імпортних (китайських) приймачів із жовтим розфарбуванням - проблематично, т.к. вони мають частоту налаштування 455 кГц і дотягнути її до 465 кГц не завжди вдається. Як фільтр Z2 (рис. 1) можна застосувати ФП1П-024, ФП1П1-60.1 або щось аналогічне; 2) Можна використовувати й одноразове перетворення, якщо замінити Z1 (рис. 2) на готовий кварцовий фільтр ФП1П1-307-18 із частотою 10,7 МГц та смугою пропускання 18 кГц і дуже великими розмірами, або на MCF-10,7-15 c тією ж частотою та смугою пропускання 15 кГц. Розміри цього фільтра значно менші за 15х10х10 мм. Однак за такого варіанта є й серйозні проблеми. Суть яких у тому, що вихідна НЧ напруга частотного (фазового) детектора, тим менша, чим ширша смуга контуру ЧД і менша девіація частоти. (Це додатково пояснює, чому при вузькосмуговому ЧС використовується низька ПЧ). Тому для отримання достатньої гучності необхідно звузити смугу пропускання контуру LC (що дуже складно) або перед УНЧ ставити додатковий підсилювач. А це гомін! Є ще один варіант. Замість LC використовувати кварцовий резонатор на 10,7 МГц, як це реалізовано в [5]. Однак МС3362 не розроблялася для такого застосування і автор цього не відчував. Для бажаючих це зробити рекомендую використовувати практично аналогічну мікросхему МС13136, але розроблену під кварцовий резонатор у ЧД замість LC. Крім того, обидва варіанти мають загальний недолік. При тонкій смузі пропускання стають дуже помітними коливання частоти гетеродина, тобто. потрібно або синтезатор, або кварцова стабілізація. Ще одне спостереження. У приймачі (рис. 2) автор виконав подвійне перетворення, зробивши першу ПЧ 10,7 МГц, а другу 6,5 МГц. Результат був гнітючий. Приймач ледве приймав радіостанцію з потужністю 1,5 Квт, що знаходиться на відстані 2-3 км. Заміна мікросхеми результатів не дала, подальшого розгляду я не проводив. Для бажаючих ще більше зменшити розміри приймача, рекомендую використовувати МС3363, яка має вбудований у корпус транзистор для УВЧ, а також систему шумоподавлення. Але вона випускається тільки в планарному корпусі, що ускладнює її монтаж, і коштує значно дорожче, близько 200-250 рублів проти 25 рублів МС3362. Стільки ж коштує і МС34119. Деякі попутні висновки. Експерементую з наведеним приймачем, і з ВЧ і ПЧ блоками китайського приймача, Урал-Авто, Мелодія-106, тобто. використовую ВЧ від розробленого приймача, а ПЧ від іншого та навпаки, автор зробив наступні кілька висновків, можливо вже відомих: 1) якість приймача (чутливість та вибірковість) в основному визначається якістю ПЧ-ЧД блоку і практично не залежить від ВЧ блоку;
література 1. Баркан В.Ф., Жданов В.К. Радіоприймальні пристрої.1972г.
Автор: Олексій Большаков; Публікація: cxem.net
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Випробування суборбітального космічного літака SpaceShipTwo ▪ Віртуалізація мережевих функцій на 64-бітній однокристальній ARM-системі ▪ Гібридний транзистор на основі шовку
▪ розділ сайту Підсилювачі потужності. Добірка статей ▪ стаття Не спи, не спи, художник, не вдайся сну. Крилатий вислів ▪ стаття Звідки пішла звичка цілуватися? Детальна відповідь ▪ стаття Зимовий крес. Легенди, вирощування, способи застосування ▪ стаття Акустичний світлорегулятор. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Зниклий олівець. Секрет фокусу
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page