УКВ приемник средней сложности

Мар
23

Целью данной статьи было составить и испытать на практике схему УКВ приемника средней сложности. Основным критерием было доступность элементной базы.
1. Минимум намоточных изделий.
2. Применение катушек без экранов.
3. Еще, и это наверное самое главное, это при настройке приемника не было необходимости в применении
промышленных приборов.
В общем схема разрабатывалась для тех, кто не имеет опыта в построении приемников и у кого пока нет дорогостоящих измерительных приборов для настройки, кроме мультиметра. Для настройки будем использовать «контрольный приемник» Я пользовался приемником из сотового. Все остальные простые приборы-показометры сделаем сами.
Схема имеет недостатки, но при желании их каждый может устранить сам. Её нет смысла копировать один к одному. В статье просто написан подход в к подобным схемам.
По сути делаем эскизный проект.
«Цель разработки эскизного проекта является установление тех схемных и конструктивных решений, которые имеют принципиальный характер и позволяют получить представление о том, каково общее устройство того или иного изделия, а также каков принцип его работы.»

Первое, что можем сделать, это взять например микросхему TEA5710, припаять к ней пяток деталей и получить УКВ приемник. Но это не решит одну из поставленных нами задач, это набраться опыта в таких делах.
Второй путь, это применение микросхем малой интеграции.
Например получается довольно простой приемник построенный по принципу.
УВЧ на входе, хотя можно не ставить.
Преобразователь частоты на К174ПС1 или SA612. На выходе керамический фильтр.
УПЧ на одном-двух транзисторах, хотя если приемник предназначен для приема местных станций, то можно и без него.
Дальше микросхема К174УР3, К174ХА6 или даже К174УР1.
УНЧ по любой схеме.
Подобных схем в интернете много, но не у всех есть в наличии подобные микросхемы, поэтому зададимся еще одним критерием, что приемник будет полностью на транзисторах.

В процессе составления схемы я проверил четыре варианта. Все они были работоспособны, но мне самому не понравились некоторые моменты при их настройке и при работе, поэтому я их отбросил. В конце концов получилась такая схема.

Схема крупнее

На первый взгляд схема получилась громоздкая, но это только на первый взгляд. На самом деле схема состоит из простых элементарных блоков.

Это приемник с двойным преобразованием частоты. Первая промежуточная частота 10,7 МГц, вторая промежуточная частота 300 кГц.
Подобная структура позволила сократить количество намоточных изделий.
Разделить общее усиление на два УПЧ, что повысило стабильность работы схемы.
Применить частотный детектор без катушек и не требующий никакой настройки. Про подобный частотный детектор писал здесь.

Частотный детектор для приемника с низкой ПЧ

Приемник работает в полосе частот 99 – 108 МГц, т.к. ниже у нас нет станций. Заодно это облегчает сопряжение контуров.
УВЧ построен на каскаде с «общей базой» Для упрощения, на входе нет колебательного контура. Катушка в коллекторе бескаркасная.
Дальше идет простейший смеситель1 и гетеродин1. Про подобные преобразователи частоты подробнее можно почитать здесь.

Изобретаем радиовещательный УКВ приемник

Гетеродин1 по схеме генератора Колпитца с общей базой. Настройка с помощью варикапов. Варикапы можно поставить и другие. Я даже в качестве варикапов ставил пять штук диодов КД102 включенных параллельно. Частота гетеродина сделана ниже частоты сигнала, т.е. гетеродин перестраивается в пределах 88 – 98 МГц, что позволило установить границы перестройки с помощью контрольного приемника. Просто принимать излучение гетеродина контрольным приемником. Как уже говорил, я пользовался приемником из сотового. АПЧ отключить. Приемник из сотового настроил на частоту 98 МГц, движок переменного резистора R44 «вверх» и сердечником катушки гетеродина настроился на эту частоту. Потом приемник в сотовом настроил на 88 МГц. Крутим переменный резистор R44 и ловим сигнал гетеродина. После этого измеряем напряжение на среднем выводе R44 и вычисляем величину ограничивающего резистора R46. Теперь у нас при вращении резистора настройки R44, частота гетеродина меняется в пределах 88 – 98 МГц, а сам приемник будет принимать полосу частот 98,7 – 108,7 МГц.
После первого смесителя стоит керамический фильтр на 10,7 МГц, а дальше сигнал поступает на УПЧ1. Усиление УПЧ1 в пределах 50 по напряжению.
Дальше идет второй смеситель с вторым гетеродином. Второй гетеродин лучше конечно сделать на основе кварца 11 МГц, но у меня такого не было, поэтому сделал гетеродин на LC. Если есть кварц 11 МГц, то его нужно поставить вместо L4, C29. При этом С33, С34 нужно уменьшить до 100 пф, а резистор R33 уменьшить до 33 – 51 кОм.
За этим смесителем идет ФНЧ с частотой среза где то 500 кГц и собственно УПЧ2. Он построен по такой же схеме, что и первый УПЧ. Второй УПЧ имеет усиление порядка 500, что дает полное усиление приемника порядка 100 000 по напряжению. Общее усиление можно сделать и больше за счет увеличения усиления УПЧ1, но в данной схеме слишком примитивный второй смеситель и при сильном сигнале он начинает перегружаться. Поэтому мне пришлось даже убрать конденсатор С15 в УПЧ1, что снизило его усиление.
Конечно лучше второй смеситель сделать на полевом транзисторе КП303 или КП307, а еще лучше на двухзатворном типа КП327 или его импортных аналогах BF998 или BF961 и т.д. При этом нужно учесть, что уровень сигнала второго гетеродина должен быть больше, а именно порядка 1,5 – 2 вольта. Это можно сделать, если второй гетеродин сделать например по схеме генератора Колпитца по схеме с общей базой.
В общем дальше у нас идет импульсный частотный детектор и УНЧ. УНЧ можно сделать и по другой схеме.
В схеме есть цепь АПЧ. В цепи АПЧ есть ограничительный диод VD3. Без этого диода величина АПЧ получается слишком сильной и просто не позволяет перестроиться на соседнюю станцию.
В принципе про схему все.
Переходим к деталям и к настройке.

Катушки.

L1 бескаркасная. Намотана на оправке 5 мм. Количество витков 5. Провод 0,45 мм. Отвод от второго витка.

L2 намотана на каркасе диаметром 6 мм. 4 витка с шагом. Сердечник латунный.

L3 намотана поверх L2. содержит 1 виток тонкого провода.

L4 намотана на каркасе диаметром 6 мм. 24 витка. Провод 0,15. Сердечник из карбонильного железа. Можно латунный сердечник, но количество витков увеличить до 30.

L5 намотана на каркасе диаметром 6 мм. 24 витка. Провод 0,15. Сердечник из карбонильного железа. Как и выше, сердечник можно латунный.

L6 намотана поверх L5. содержит 5 витков тонкого провода.

Настройка по постоянному току.

Напряжение на коллекторах VT2 и VT4 должно быть 4 – 4,5 вольта. Подбирают резисторами R22 и R28.

Теперь настройка самого приемника.

Сначала настроим второй гетеродин, если он без кварца, на частоту 11 МГц. Для этого в приемнике сотового устанавливаем частоту 88 МГц. Провод наушника располагаем рядом с катушкой L4, что бы принять восьмую гармонику нашего генератора. Крутим сердечник и  находим «тишину» в приемнике сотового. Пробуем вращать сердечник L4 в обе стороны и убеждаемся, что частота уходит. Потом снова находим «тишину» в приемнике сотового. Я проверил для интереса частоту второго гетеродина частотомером. Частота 11 МГц установилась довольно точно.

Теперь сопряжение контуров.

Для того, что бы сделать сопряжение контуров нам нужно иметь две частоты от внешнего генератора. Одна частота 100 МГц, а вторая 108 МГц. Хотя лучше 107 МГц.

Если в наличии есть кварцы на 20 МГц или на 25 МГц и кварц на 27 МГц основной гармоники, то можно сделать простой кварцевый генератор и использовать его для настройки сопряжения.

Если в генераторе ставить кварцы 20 или 25 МГц, то можно настроиться на пятую или четвертую гармонику кварца, т.е. на 100 МГц. С кварцем 27 МГц можно будет настроиться на частоту 108 МГц.

Еще одна тонкость. Кварц на частоту больше 20 МГц может быть гармониковым. Если у Вас нет частотомера, то проверить можно косвенным способом с помощью контрольного приемника. Например проверяем наш кварц 27 МГц. Делаем схему, что у нас выше, только конденсаторы С2, С3 ставим по 100 пф. Если кварц у Вас гармониковый, то он заведется в данном случае на частоте 9 МГц и проверить это можно с помощью КВ приемника. Можно также попытаться принять его  гармоники на контрольный УКВ приемник и если поймаете на частотах 90 МГц, 99 МГц и на 108 МГц, значит кварц у Вас гармониковый.
Другая ситуация. С конденсаторами по 100 пф на частоте 9 МГц КВ приемником ничего не принимаете. Тогда ставите С2, С3 в пределах 30 — 47 пф и удостоверяетесь, что ловите его на частоте 81 МГц, если сможете своим приемником и на частоте 108 МГц, а на частотах 90 МГц и на 99 МГц ничего не ловите.
Отсюда делаете вывод, что 27 МГц, это основная частота вашего кварца.

Если таких кварцев нет, то делаем простейший генератор на одном транзисторе с перестройкой в диапазоне 100 — 108 МГц. Можно взять схему простейшего «жука» на одном транзисторе. Настраивать этот генератор на нужную частоту можно будет опять с помощью нашего контрольного приемника. Микрофон в жуке можно и не ставить, а можно поставить для интереса. Схему можно взять из этой темы.
http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=28&t=130189
Теперь делаем сопряжение контуров. Сопряжение делается стандартно.
Границы перестройки гетеродина мы установили выше. Кроме внешнего генератора на 100 МГц и на 107 МГц потребуется еще диодный пробник к мультиметру.

Пробник подключается непосредственно, без всяких длинных проводов к эмиттеру VT9. Провода от пробника к мультиметру могут быть любой длины.
Включаем наш генератор на частоту 100 МГц или кварцевый генератор с кварцем 20 МГц или 25 МГц и ищем наш сигнал в нижней части диапазона. Периодически нужно проверять, что принимается именно наш сигнал с генератора. Можно просто выключать его и удостоверяться, что сигнал пропадает. Диодный пробник должен показывать десятые доли вольта. Нужно также убедиться, что приемник не перегружается. Для этого генератор относить дальше-ближе и убедится, что величина сигнала меняется. Кварцевые генераторы приходится вплотную ставить, а вот «жука» приходится относить дальше.
В данный момент вы находимся на частоте 100 МГц. Сдвигая и раздвигая витки катушки в УВЧ, находим максимум показаний. Если бы эта катушка была с сердечником, то эту настройку делали бы вращая сердечник.
После этого включаем генератор на частоту 107-108 МГц и находим максимум показаний вращая подстроечный конденсатор С13. Все эти манипуляции имеет смысл повторить несколько раз.
Заодно можно подстроить катушку L5 в УПЧ1. Её настройка довольно «тупая»

Теперь восстанавливаем цепь АПЧ. При этом немного изменится граница перестройки первого гетеродина и её нужно подкорректировать. Делается опять с помощью нашего внешнего генератора или принимая сигнал первого гетеродина контрольным приемником.

Теперь немного о конструкции.

Печаток никаких я не делал, т.к. задача была просто проверить работоспособность схемы. Как выше писал, делал просто эскизный проект.

Но про это потом.

Добавить комментарий

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