Простые преобразователи частоты.

Фев
26

По сути, ниже написанное является продолжением того, что я написал в разделе «Обо мне»

О сайте


Начнем с темы по простым радиостанциям на 27 МГц. В основном у начинающих при этом возникают вопросы:
1.Как намотать катушки?
2.Где взять кварцы с нужным разносом?
3.Как настроить радиостанцию?
Решил попробовать сделать схему с минимумом катушек в приемнике и передатчике, а также решить остальные два вопроса. Понятно, что полностью от катушек в приемнике избавиться невозможно, но решил попробовать заменить по возможности катушки готовыми дросселями и применить вместо их активные фильтры на ОУ. В итоге в приемнике получилась только одна самодельная катушка с небольшим количеством витков.
Теперь решаем второй вопрос.
Решил проверить схему с низкой промежуточной частотой, а в приемнике и передатчике применить одинаковые кварцы. В моем случае это кварцы на основную гармонику 27 МГц. Промежуточную частоту выбрал порядка 40 кГц.
Нужно проверить, можно ли с помощью внешних элементов заставить работать этот генератор с одним и тем же кварцем с частотой различающейся на 30 — 40 кГц.
Теперь а практике проверяем, можно ли в приемнике и передатчике применить одинаковые кварцы. Как говорил кварцы у меня на основную гармонику 27 МГц. Схему гетеродина и задающего генератора в передатчике выбрал из этой статьи.
http://radiokot.ru/start/analog/practice/08/
В принципе это тоже моя статья.

Теперь нужно проверить, можно ли с помощью внешних элементов заставить работать этот генератор с одним и тем же кварцем с частотой различающейся на 30 — 40 кГц.
В приемнике частоту генерации повысил с помощью конденсатора С1 включенного последовательно с кварцем. Частоту в гетеродине увеличивал немного. Подстроечный конденсатор использовал для точной настройки на частоту приема.

В передатчике снижал частоту с помощью катушки включенной последовательно с кварцем.

В схеме АМ радиостанции подстроечного конденсатора нет, а в ЧМ радиостанции вместо него стоит варикап, с помощью которого получаем ЧМ модуляцию.

В реальной схеме задающем генераторе передатчика частоту уменьшал с помощью дросселя Др2 индуктивностью 4,7 микрогенри. Дроссель миниатюрный китайский. Основной сдвиг частоты производится именно в передатчике.

Хотя вместо дросселя Др2 удобнее поставить катушку с подстроечным сердечником, которым можно подстраивать частоту генерации. При этом можно избавиться от подстроечного резистора R1. Как сделать эту катушку написано в этой статье.
http://radiokot.ru/start/analog/practice/08/
«Катушка должна иметь маленькую паразитную емкость, иначе заметного сдвига частоты добиться не удается.
Что бы выполнялось это условие катушку можно намотать секциями.»

Количество витков где то 3х15 витков тонкого провода. Сердечник ферритовый, хотя если увеличить число витков, точнее секций, то сердечник можно поставить латунный иди медный.
Катушку нужно зашунтировать резистором порядка 10 кОм, что бы не возникло паразитное самовозбуждение.

Др1 стоит для увеличения мощности. Дроссель марки ДПМ, т.к. через него течет все таки значительный ток. Его индуктивность не критична и его тоже можно сделать самодельный. С помощью варикапа CD1 производится частотная модуляция. В принципе получить разницу генерации 35 кГц получилось, поэтому можно идти дальше, а этот генератор использовать в дальнейшем для настройки приемника. Для этого на вход нужно поставить или модулятор или просто генератор, например на логике частотой порядка 500 – 1000 Гц, а на выход подключить антенну, но это потом.
В общем я проверил и получилось, что разница в 40 кГц получается, поэтому пошел дальше.
Подобные приемники не имеют избирательности по зеркальному каналу, но это плата за простоту. Кстати приемники с промежуточной частотой 455 кГц, тоже имеют очень низкую избирательность по зеркальному каналу.
В качестве элементной базы я выбрал транзисторы и ОУ, хотя можно было применить специализированные микросхемы, как это сделал в цикле статей «Радиостанции на основе микросхем TDA7021 И TDA7000»

Радиостанции на основе микросхем TDA7021 и TDA7000. Часть 1.


Там сделал приемник на основе TDA7000, но сейчас их не так просто и найти.
Моя же задача была сделать так, что бы отсутствовали дефицитные детали.
Теперь решил на практике проверить, можно ли в приемнике и передатчике применить одинаковые кварцы.
Начнем с преобразователя частоты.
Главный критерий у нас простота схемы, настройки и минимум катушек.
Для начала несколько слов про преобразователи частоты.
Преобразователь частоты состоит из двух частей.
1. Смеситель.
2. Гетеродин.
3. Фильтр промежуточной частоты.
Начнем со смесителя.
Смеситель – это устройство имеющее два входа. Если на входы подать две разные частоты, то на выходе смесителя получим комбинацию суммы и разности данных частот и их гармоник. Нужную нам комбинацию частот выделяют с помощью фильтра на выходе смесителя. Частота, что получается на выходе фильтра называется промежуточной.

В данном случае нас интересует разность частот. В зависимости от того, какая частота больше, эта разность будет или f1 – f2 или f2 – f1
Теперь открываем «умную книжку» и читаем, что такое смеситель. Теория смесителей довольно сложна, но здесь разберемся только с общими понятиями.

И так, из общей теории смесителей.

Смесители подразделяются на два основных типа:
1. Аддитивные, в которых суммируется напряжения двух частот и затем подается на какой либо нелинейный элемент.
2. Мультипликативные, в которых напряжения перемножаются.

В аддитивном смесителе в качестве нелинейного элемента можно взять например диод или транзистор. В общем случае одна из частот у нас является частота сигнала, а вторая, это частота внутреннего генератора в приемнике, который называют гетеродином.
Схематично с транзистором смеситель может выглядеть так.

Или так.

Очень даже качественный аддитивный смеситель получается на основе двухзатворного полевого транзистора.
Мультипликативные смесители строятся на основе балансных схем. Есть также готовые микросхемы для этих целей, например К174ПС1 и др. Они также часто являются составными частями однокристальных приемников. Мультипликативные смесители дают более чистый сигнал на выходе, что очень важно для качественной работы приемника. На выходе смесителя же получаются комбинации частот, что поступают на его входы. Но дело в том, что на вход смесителя вместе с нужной нам частотой сигнала могут поступать и различные частоты помех и других радиостанций. Комбинации этих частот тоже получаются на выходе смесители и могут попасть в полосу частот, что выделяет наш фильтр на выходе смесителя. Нам же нужны только частоты разности частот входного сигнала и частоты гетеродина. Так вот на выходе мультипликативные смесителя сигнал промежуточной частоты можно получить чище, чем на выходе аддитивного смесителя.
Про все это можно почитать в «умных книжках» или кратко например здесь.
http://news.cqham.ru/articles/detail.phtml?id=519
Я не буду углубляться во все это, т.к. задача статьи просто составить схему несложного приемника и настроить его, поэтому для своих экспериментов выбрал простейший адаптивный смеситель на биполярном транзисторе.
Нужно добиваться, что бы оба входа смесителя были закорочены по промежуточной частоте, что бы не было прямого проникновения помехи на промежуточной частоте. В приемниках с низкой промежуточной частотой это очень важно.
Смотрим схему простейшего смесителя.

Видим, что для частоты помехи работающей на промежуточной частоте этот каскад является обычным усилителем. Что бы избавиться от этой помехи можно просто на входе смесителя поставить последовательный колебательный контур настроенный на промежуточную частоту.

Можно также сделать связь смесителя с входным сигналом и гетеродином такую, что она будет «коротким замыканием» для сигнала с частотой равной промежуточной.
Вот так сделано у меня.

По этому принципу мы и пойдем при составлении схемы нашего преобразователя частоты на биполярных транзисторах для нашего приемника.

Собственно преобразователь частоты у нас, это VT2 — смеситель и VT3 — гетеродин. VT1, это УВЧ. Кстати в упрощенном виде можно контур L3, С8 на входе УВЧ можно не ставить. В этом случае получится, что в преобразователе частоты у нас будет всего одна катушка.

В принципе она может быть единственной и вообще в схеме приемника, но про это потом.

На этом пока прервусь и перейду к схеме конкретного приемника. Он будет являться составной частью радиостанции с ЧМ.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *