|
|
Приемник прямого преобразования на 144 МГЦ
Приемник предназначен для работы в диапазоне 144-146 МГц. Несколько необычный вид имеют контуры , работающие на частотах выше 100 МГц. Это - укороченные емкостью четвертьволновые резонаторы, изогнутые для уменьшения габаритов. Конструкция контуров понятна из рис.2.
Монтаж приемника выполнен на "пятачках" вырезаных в фольге печатной платы. Вместо указанных на схеме транзисторов можно применить отечественные: BF194 - КТ368, ГТ311, ВС179 - КТ3102А. Методику изготовления контуров Вы можете посмотреть на странице МАЯЧКИ!
 При разработке гетеродинного приемника на диапазон 144...146 МГц приходится учитывать специфические особенности УКВ. Насыщенность диапазона станциями очень мала, поэтому требования к селективности приемника можно несколько'снизить. Это позволяет применить в УЗЧ активный фильтр и избежать трудоемкого процесса намотки низкочастотных катушек. В то же время уровень внешних шумов мал, а сигналы станций слабы, поэтому чувствительность приемника должна быть предельно высокой. Необходим УРЧ и УЗЧ с большим коэффициентом усиления. Принципиальная схема приемника на диапазон 2 м, спроектированного с учетом названных особенностей, приведена на рис.1.
Puc.1 
Входной сигнал от антенны через контур L1C1 подается на УРЧ, собранный по каскодной схеме на полевых транзисторах VTI и VT2. На выходе УРЧ включен двухконтурный полосовой фильтр L2C4 и L3C5, значительно ослабляющий внедиапазонные помехи (сигналы телецентров и т. д.). УРЧ, собранный на полевых транзисторах, отличается высокой линейностью, но имеет небольшой коэффициент усиления. Для повышения усиления транзистор VT2 можно заменить биполярным, например типа ГТ311. Если при этом возникает самовозбуждение, коллектор транзистора следует присоединить к отводу катушки L2. Смеситель приемника выполнен на встречно-параллельных диодах VD1, VD2. Гетеродин, собранный на полевом транзисторе VT4, перестраивается в диапазоне 72...73 МГц. Для настройки служит варикап VD3. Изменяя место подключения варикапа, можно изменять и диапазон перестройки в пределах от 100 кГц до нескольких мегагерц.
В первом каскаде УЗЧ установлен малошумящий полевой транзистор VT3. Для предварительной фильтрации звуковых сигналов служит цепочка R6C9, установленная в цепи его затвора. Усиленный сигнал НЧ подается на основной усилитель-микросхему DA1. Элементами активного фильтра на входе основного усилителя являются цепочки R11C13 и R12C14. Напряжение обратной связи, необходимое для работы активного фильтра, получается из выходного напряжения усилителя с помощью делителя R13R14. Отношение сопротивлений резисторов делителя примерно равно коэффициенту усиления микросхемы. По постоянному току усилитель охвачен 100%-ной отрицательной обратной связью, стабилизирующей его режим.
Далее усиленный и отфильтрованный НЧ сигнал подается через регулятор громкости R17 на оконечный усилитель, собранный по обычной схеме. Он содержит усилитель напряжения на транзисторе VT5 и двухтактный эмиттерный повторитель на транзисторах VT6 и VT7. Питается приемник от стабилизированного выпрямителя с выходным напряжением 12 В. Потребляемый ток в режиме молчания составляет 25 мА.
В приемнике можно применить транзисторы и операционный усилитель указанных типов с любыми буквенными индексами. Оконечный УЗЧ можно собрать на любых низкочастотных транзисторах подходящей структуры. Стабилитрон VD4 - любого типа, с напряжением стабилизации 8...9 В. В высокочастотной части приемника использованы керамические конденсаторы, остальные конденсаторы и резисторы могут быть любых типов. Все подстроенные конденсаторы - КПК-М, но в гетеродине лучше установить конденсатор С11 с воздушным диэлектриком.
Катушки приемника намотаны проводом ПЭЛ 0,7. Катушки LI, L2 и L3 бескаркасные, диаметром 5 мм. L1 содержит 5 витков при длине намотки 8 мм, а L2 и L3 по 4 витка, намотанных виток к витку. Каркасом катушки гетеродина L4 служит керамическая трубочка диаметром 5 мм. Провод наматывается с большим натяжением и закрепляется пайкой концов к металлизированным участкам керамики. Можно закрепить провод и клеем БФ-2, но стабильность частоты гетеродина в этом случае будет хуже. Катушка содержит 6 витков, отвод сделан от 1,5 витка, длина намотки 6 мм.
Приемник смонтирован на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита размерами 220Х45 мм. Расположение деталей показано на рис. 2а . Фольга с платы нигде не удаляется, лишь между отдельными ее участками прорезаются острым ножом или резаком изолирующие дорожки. Ширина дорожек 1...2 мм. Такой монтаж обеспечивает максимальную площадь "земляных" проводников и естественную экранировку между токонесущими участками, что значительно уменьшает паразитные связи и улучшает стабильность приемника. Можно применить и разработанный UW3FL монтаж "на точках" [6]-круглых площадках диаметром 5... 7 мм, отделенных изолирующей дорожкой от остальной фольги, служащей общим проводом. Детали припаиваются выводами к "точкам" или к общему проводу со стороны фольги. Плата приемника размещается на прочном шасси или, еще лучше, в закрытой металлической коробке (корпусе). Необходимо позаботиться о механической прочности корпуса и надежности всех электрических контактов между частями конструкции, поскольку от этого зависит стабильность частоты гетеродина.
Выводы резисторов R3 и R17, если они имеют значительную длину, следует провести экранированным проводом. Монтаж приемника может быть и навесным, если подобрать или изготовить прямоугольную коробку с размерами, близкими к указанным. Внутри следует установить несколько экранирующих перегородок, выделив входной контур, смеситель и гетеродин.
В отличие от KB приемника, включив который можно надеяться сразу услышать хотя бы мощные станции, УКВ приемник, прежде чем он "оживет", нуждается в тщательном и кропотливом налаживании. Сначала измеряют напряжение на эмиттерах транзисторов VT6, VT7 и устанавливают его равным половине напряжения питания, подбирая резистор R20. Аналогичным образом устанавливают напряжение 6В на выходе операционного усилителя (вывод 5 микросхемы), подбирая резистор R9 в цепи истока транзистора VT3. В случае самовозбуждения УЗЧ при установке регулятора R17 в положение максимальной громкости увеличивают емкость блокировочных конденсаторов С16, С20 и С23, экранируют выводы потенциометра R17 и провод, идущий к выходному гнезду XSL Шум первого каскада нормально работающего УЗЧ прослушивается довольно громко. Если имеется звуковой генератор, полезно снять частотную характеристику УЗЧ, присоединив ЗГ через делитель напряжения к точке соединения резисторов R6 и R7. Усилитель должен иметь полосу пропускания по уровню 0,7 450...2700 Гц. Ослабление сигнала на частоте 10 кГц достигает 30 дБ. Скорректировать АЧХ усилителя можно, подбирая номиналы конденсаторов С9, С 13, С 14 и резистора R14.
Для настройки высокочастотной части приемника желательно иметь резонансный волномер, ГИР или УКВ генератор. Частоту гетеродина 72...73 МГц можно установить, принимая его сигнал на радиовещательный приемник с УКВ диапазоном. Гетеродин прослушивается как несущая мощной станции в паузах передачи. Ротор конденсатора С11 при правильной настройке оказывается введенным примерно на 3/4. Контуры УРЧ настраиваются по максимуму шума на выходе приемника. Роторы конденсаторов этих контуров оказываются введенными примерно на 1/3. Настройка контуров довольно острая. Контуры можно настроить точнее по максимуму какого-либо, сигнала с частотой 144 МГц, поданного на вход приемника. При отсутствии УКВ генератора можно принять гармонику простейшего самодельного кварцевого генератора, работающего на частоте 8, 9, 12, 18 и т. д. МГц. Хорошо прослушивается пятая гармоника генераторов, работающих на частоте 10-метрового диапазона 28,8 МГц. После настройки приемник градуируют с помощью кварцевого калибратора. Шкалу удобно выполнить в виде диска, насаженного на ось потенциометра настройки.
Настроенный приемник имеет высокую чувствительность. При подключении наружной антенны 2-метрового диапазона шум заметно возрастает за счет "шума эфира" даже при отсутствии индустриальных помех. Недостатком приемника является невысокая стабильность частоты гетеродина, из-за этого при приеме SSB станций его приходится часто подстраивать. Телеграфные станции принимаются гораздо лучше, тон их достаточно чистый. Однако при больших изменениях температуры и питающего напряжения уход частоты гетеродина может достигать десятков килогерц. Поэтому для периодической проверки калибровки шкалы полезно иметь опорный сигнал с известной частотой, полученной от кварцевого калибратора или простейшего кварцевого гетеродина. Опорным генератором с успехом может служить задающий генератор телеграфного передатчика с кварцевой стабилизацией частоты. Если же в передатчике уже имеется перестраиваемый генератор, его сигнал можно подать на смеситель приемника, построив таким образом трансивер прямого преобразования. Транзистор VT4 и варикап VD3 в этом случае не устанавливаются, а контур L4C11 связывается с промежуточным каскадом передатчика, настроенным на частоту 72 МГц. Перестраиваемый задающий генератор можно построить по схеме кварцевого генератора с уводом частоты внешними элементами, подключенными к резонатору (VXO) или по схеме со смещением сигналов кварцевого и плавного гетеродинов.
При работе приемника в составе радиостанции необходимо позаботиться о защите транзисторов УРЧ от мощного сигнала собственного передатчика. Желательно применить антенное реле с малой емкостью контактов. Для ограничения просочившегося сигнала контур L1C1 полезно зашунтировать парой встречно-параллельных кремниевых диодов, например типа КД503.- Описанный приемник можно выполнить и портативным для проведения экспериментов по УКВ связи, "охоты на лис" и т. д. Стабилитрон VD4 в этом случае не устанавливают, а для питания используют батарею напряжением 9 В.ЧМ приемник на диапазон 430 Мгц Описываемый приемник благодаря применению в нем детектора с фазовой автоподстройкой (ФАПЧ) сравнительно прост.Аппарат работает в полосе 430...440 Мгц.Его чувствительность при соотношении сигнал/шум 10 дБ равна 0,1 мкВ. Приемник построен на супер гетеродинной схеме с одним преобразованием частоты рис 1. Гетеродин состоит из генератора G1 с кварцевой стабилизацией частоты,вырабатывающего колебания частотой 45 Мгц,утроителей частоты U3, U4, усилителя А4 и полосовых фильтров Z5, Z6. Колебания частотой 405 Мгц с гетеродина подаются на смеситель U1.Сюда же через входной фильтр Z1 поступают сигналы станций.Преобразованый смесителем U1 спектр промежуточных частот лежит в интервале 25...35 Мгц.Полосу пропускания тракта ПЧ (с усилителями А1,А2) определяют фильтры Z2-Z4.Традиционное построение приемника предпологает далее применение второго преобразователя частоты,перестраиваемого второго гетеродина и узкополосного усилителя ПЧ с ЧМ детектором- фактический необходим дополнительный ЧМ приемник. В данном аппарате в качестве узкополосного ЧМ приемника использован приемник прямого преобразования с ФАПЧ U2,выполненом на одном транзисторе и обладающий хорошей чувствительностью и изберательностью. Принципиальная схема тракта приведена на рисунке 2. Смеситель Выполнен на тунельном обращеном диоде VD1.Усилитель ПЧ содержит два однотипных каскада усиления,построеных по каскадной схеме на транзисторах VT1,VT2,VT3,VT4 соответственно.На транзисторе VT5 собран синхронный фазовый детектор,преобразующий промежуточную частоту в звуковую.Преобразование происходит на второй гармонике генерируемых колебаний,так как контур L7C18C20 перестраиваются конденсатором C20 в интервале 12,5...17,5 Мгц.Избирательность обеспечивается действием ФАПЧ:при приближении частоты гетеродина к половинному значению частоты сигнала принимаемой станции происходит захват этой частоты и синхронное детектирование ЧМ.При этом выходное напряжение ЗЧ независимо от уровня входных ЧМ сигналов,что эквивалентно действиям АРУ,а так же подавляется амплитудная модуляция и импульсные помехи.Полосу ЗЧ(примерно 3 кГц)определяет фильтр нижних частот (ФНЧ) R19C17.На выходе приемника можно применить RC или LC ФНЧ более высокого порядка,что дополнительно улучшит соотношение сигнал/шум. Применение всего одного транзистора VT5 вместо многокаскадного ЧМ приемника резко снизило общий уровень шумов тракта.Определяющим здесь является то,что база этого транзистора по ЗЧ через конденсатор C16 большой емкости(10 мкФ) соединена с общим проводником.Экспериментально установлено,что емкость этого конденсатора определяет работоспособность системы ФАПЧ.Для работы как гетеродина так и смесителя достаточно,чтобы емкость была всего 10 000 пФ.Однако при этом система ФАПЧ практический не работает и резко возрастает уровень ЗЧ шумов транзистора VT5. Выходной звуковой сигнал с уровнем несколько десятков милливольт может быть подан на простой усилитель ЗЧ.Принципиальная схема гетеродина приемника изображена на рисунке 3. Гетеродин выполнен по традиционной схеме умножения частоты задающего генератора,который собран на транзисторе VT1. и работает на частоте 45 Мгц-третьей механической гармонике кварцевого резонатора ZQ1.Каскад на транзисторе VT2-утроитель частоты.Его нагрузка- контур L2C8,настроенный на частоту 135Мгц.Каскад на транзисторе VT3-усилителный.Контур L3C12 выделяет сигнал частотой 135 Мгц.Второй утроитель частоты собран на транзисторе VT4.Его нагрузка- контур на элементах L4-L6,C17,C18 C20-выделяет сигнал частотой 405 Мгц и подавляет побочные продукты умножения частоты.Через цепь связи C19L7 сигнал подается на контур L8C21C22 дополнительно улучшающий фильтрацию спектра выходного сигнала.Через петлю связи L9 колебания частотой 405 Мгц поступают на выходной разъем XW1 и далее на смеситель. Конструктивно приемник собран в двух корпусах,изготовленых из посеребренной латуни (меди) и разделеных на секции перегородками.Сигнальный блок выполнен объемно-печатным монтажем на плате.В гетеродине применен объемный монтаж на опорных штырях,изолированых от корпуса второпластовыми втулками.Опорными элементами для цепей питания служат блокировочные конденсаторы C5,С7,С9,С11,С13,С15,С16.Расположение основных элементов в блоках показано на рисунке 4. Выводы элементов должны быть как можно короче,катушки L4,L5 и линии L6,L8 в блоке гетеродина припаивают непосредственно к выводам конденсаторов С17,С18,С20-С22.Чтобы уменьшить размеры СВЧ колебательных систем,во входной цепи сигнального такта и выходных цепях гетеродина применены спиральные резонаторы,имеющие длинну во много раз меньше,чем полосковые линии.Линия L1 в радиочастотном блоке изготовлена из посеребренной медной полосы шириной 4 и толщиной 1 мм,свернутой в спираль диаметром 6,5 и шагом 2,5 мм.Число витков в спирале- 5,отвод сделан от 1-го и 4-го витков.Линия L8 блока гетеродина выполнена аналогично,но без отводов.Петли связи L7,L9 сделаны в виде скоб из отрезков посеребреного медного провода диаметром 0,8 и длиной 30 мм (рис 4).Резонатор L6 предстовляет собой посеребренную полосу размерами 48x4x1 мм.Отводы расположены на расстоянии 6,5+9,5+16 мм (считая от конца,соединеного с корпусом).Катушки L2,L3,L5,L7 в сигнальном блоке намотаны виток к витку проводом ПЭВ-2 0,5; L2 содержит 5+4 витка,L3,L5 - по 6+4, L7-12. В гетеродине катушки L2 и L3 имеют 2+1,5 витка, L4 и L5-по 3 витка.L2 и L3 выполнены с шагом 2 мм посеребренным проводом диаметром 0,8мм. L4,L5-с шагом 4 мм посеребреным проводом диаметром 1,2 мм.Эти катушки намотаны на полистироловых каркасах диаметром 6,5 мм от трактов УПЧИ унифицированых телевизоров.Дросели L4,L6 - ДМ-0,1.Конденсаторы С20 сигнального блока изготовлен из подстроечного с воздушным диэлектриком и удлиненной осью;размещен непосредственно около контура L7 С18. Постоянные резисторы-МЛТ. Подстроечные конденсаторы-КПВМ,опорные-КО-2 или любые,подходящие по габаритам,емкостью 1000...6800 пФ,остальные-К53-1 или К50-6.Вместо диода ГИ 401А можно применить ГИ 401Б,АИ402А с любым буквенным индексом,вместо транзисторов ГТ313Б-КТ3128А,КТ3127А,КТ328Б.Транзисторы ГТ311Е (VT5 в сигнальном блоке) заменим на ГТ311И,КТ306Б,КТ312Б,КТ316А. Приемник начинают налаживать с сигнального блока.К выходному разъему XW1 присоединяют усилитель ЗЧ.Затем подключают источник питания и убеждаются в работе каскада на транзисторе VT5,для чего прикосаются отверткой к эмитеру транзистора.При исправном транзисторе должен прослушиватся фон переменного тока.Далее к колектору транзистора VT4 подключают антенну или генератор стандартных сигналов (ГСС) и перестройкой контура С20С18L7 добиваются приема радиолюбительских станций или несущей частоты ГСС в диапазоне 28...30 Мгц.При настройке на несущую должен наблюдаться захват и удержание частоты.При необходимости подбирают конденсаторы С18 и С19,добиваясь устойчивого приема.После этого антену или ГСС подключают к к базе транзистора VT3,а затем к точке соединения элементов VD1 и C2 и проверяют работоспособность тракта ПЧ.Контуры L2C3C4, L3C8R8, L5C14R16 настраивают так,чтобы полоса пропускания тракта ПЧ составляла 25..30Мгц. Настройку блока гетеродина начинают с кварцевого генератора-должна быть устойчивая генерация на третьей механической гармонике кварцевого резонатора.В остальных каскадах контуры настраивают на частоты,указанные на рисунке 3.Затем подключают выход блока гетеродина к смесителю сигнального блока и,подавая на антенный вход с ГСС несущую частоту в диапазоне 430...440Мгц,перестройкой контура L7C20C18 добиваются приема сигнала.После этого уменьшают уровень сигнала на входе приемника до срыва удержания частоты и,подстраивают контуры L1C1 в сигнальном блоке и L6C20 , L8C21C22 в гетеродине,получают надежный захват и удержание частоты сигнала.Эти операции повторяют до тех пор,пока не будет достигнуто минимальное значение входного сигнала,еще обеспечивающее удержание частоты.На этом настройку приемника можно считать законченой. А.МИХЕЛЬСОН (UA6AFL) P.S сопротивления и конденсаторы,а также транзисторы можно заменить на SMD-компаненты,тогда размеры уменьшатся а параметры приемника улучшатся!! |
