Начинающему радиолюбителю — коротковолновику, на первом этапе, требуется КВ-радиоприёмник, при помощи которого можно наблюдать за работой других радиолюбителей. Желательно, чтобы это было очень простое устройство, выполненное на самой доступной элементной базе, простое в настройке, но обеспечивающее неплохие характеристики.
Описываемый в данной статье приемник как раз из таких. Он выполнен по очень простой схеме на самой доступной, на сегодняшний день, элементной базе. Приемник построен по схеме прямого преобразования.
Он принимает телеграфные и телефонные радиолюбительские станции (CW и SSB).
Приемник, в принципе, может работать в любом из радиолюбительских КВ-диапазонов, — все зависит от параметров входного и гетеродинного контура. В статье приводятся данные этих контуров для диапазонов 160М, 80М и 40М. На других диапазонах приемник не испытывался.
Принципиальная схема приемника
Чувствительность приемника около 8 mkV, работает он на несогласованную антенну, представляющую собой отрезок монтажного провода, протянутый по диагонали комнаты под потолком. Роль заземления выполняет труба водопроводной или отопительной системы дома. К трубе при помощи металлического хомута крепится контакт, провод от этого контакта подключается к клемме Х4, а снижение антенны — к Х1.
Принципиальная схема показана на рисунке 1. Входной сигнал выделяется контуром L1-С1, который настроен на середину принимаемого диапазона. Далее сигнал поступает на смеситель, выполненный на двух транзисторах VT1 и VT2, в диодном включении, включенных встречно-параллельно.
Напряжение гетеродина подается на смеситель через конденсатор С2 от гетеродина выполненного на транзисторе /Т5. Гетеродин работает на частоте в два раза ниже частоты входного сигнала.
Рис.1. Принципиальная схема КВ приемника на пяти транзисторах КТ315.
На выходе смесителя, в точке подключения С2 образуется продукт пребразования, — сигнал разности входной частоты и удвоенной частоты гетеродина. Поскольку, величина частоты этого сигнала не должна быть более 3 кГц, то после смесителя включен ФНЧ на дросселе L2 и конденсаторе С3, подавляющий сигналы частотой выше 3 кГц.
Благодаря этому достигается высокая избирательность приемника и возможность приема CW и SSB. Сигналы AM и FM практически не принимаются, но это к не нужно, так как в любительских диапазонах, в основном используются CW и SSB.
Выделенный НЧ сигнал поступает на двухкаскадный низкочастотный усилитель на VT3 и VT4, на выходе которого включаются высокоомные головные электромагнитные телефоны типа «ТОН-2». Низкоомные динамические телефоны можно подключать только через переходной трансформатор, например, от однопрограммной радиотрансляционной точки.
Карманный приемник коротковолновика
Если параллельно С7 включить резистор сопротивлением 1-2 кОм, то сигнал с коллектора VT4 через конденсатор емкостью 0,1-10 мкФ можно подать на вход любого УНЧ с динамиком и регулятором громкости. Тогда будет возможно громкоговорящее прослушивание. Напряжение питания гетеродина стабилизировано стабилитроном VD1.
КВ приемник мирового уровня? Это не очень просто!
Ну что тут скажешь? Все в соответствии с типовой схемой включения ИМС К174ХА6 плюс простой усилительный каскад ОЭ на транзисторе Т1.
Вдогонку привожу схему детекторов AM и SSB.
Рис.8 Схема детекторов АМ и SSB сигналов
Сигнал промежуточной частоты обрабатывается кварцевым фильтром на 10,7 МГц с полосой пропускания 10-15 кгц, усиливается каскадом на транзисторе Т1 и через эмиттерный повторитель (Т2) поступает на вход микросхемы DA1 AD8307, представляющей собой УРЧ с детектором на выходе. Её замечательные свойства мы обсудили ранее, поэтому, решительно включив её в состав нашего АМ тракта, нас должно постичь умиротворение, а сознание и тело проникнуться радостью и блаженством.
Детектор SSB сигнала собран на знакомой нам микросхеме DA2 SA612A, ответственной за перенос спектра сигналов второй промежуточной частоты в область звуковых частот. В ней так же задействован встроенный в микросхему гетеродин, работающий на резонансной частоте кварца – 10,7 Мгц.
От узкополосного 3 кгц фильтра на входе детектора было решено отказаться, в связи с полным отсутствием желания теребить частоту 10,7 Мгц кварца при смене боковых полос с USB на LSB. В результате входной сигнал у нас пошел с выхода широкополосного АМ фильтра, а мы озадачились установкой хорошего НЧ фильтра на выходе смесителя.
Фильтр с частотой среза 3 кГц, образованный Rвых DA2, С15, L1, C18, C19, R14, C17, не просто порадовал, а буквально сразил недетской крутизной спада АЧХ за пределами полосы пропускания. Минус 44 дб при отстройке на 6 кгц! Естественно, что такие параметры могут быть достижимы только при использовании высокодобротной катушки, намотанной достаточно толстым проводом на низкочастотном феррите. Никакие головки от магнитофона подобного результата не дадут!
И пока не очухался и не начал бухтеть уважаемый оппонент, приведу-ка я АЧХ нашего фильтра.
Рис.9 АЧХ LС-RС фильтра нижних частот (ФНЧ) с частотой среза 3 кГц
Для сигналов частотой свыше 6 кгц у нас вступает в дело правый скат 12 кгц кварцевого фильтра, он-то и подчистит горб в районе 10 кгц и обеспечит дальнейшую селективность приемника по соседнему каналу.
Оппонент: А мне очухиваться не надо, я ясен и свеж, как замороженный тунец. Мало того, вижу косячок в схеме – не используются балансные выходы DA2 в смесителе SSB! И что на это скажет благородный господин Мудрила?
А теперь давайте окунёмся в анализ схемотехники приемников прямого преобразования от какого-нибудь корифея радиосвязи, например – Владимира Тимофеевича нашего Полякова.
Оппонент: Почему именно прямого преобразования, ведь у нас супергетеродинный приемник?
Хотя смута, внесенная этим бдительным Петросяном, оставила неприятный осадок. Ведь даже если предположить, что радиочастотные помехи после смесителя напрочь отфильтруются нашим ФНЧ, то со всякого рода помехами по цепям питания может справиться только дифференциальная схема включения усилительных каскадов. Так что давайте-ка для перфекционистов, не боящихся некоторого усложнения конструкции, приведём схему и балансного подключения выходов смесителя.
Рис.10 Схема балансного подключения выходов смесителя к усилителю
Хуже работать она точно не будет, лучше – наверняка.
После фильтра у нас следует малошумящий операционный усилитель со схемой АРУ, осуществляемой за счёт изменения сопротивления канала полевого транзистора Т3 (Т1).
За изменение этого сопротивления канала отвечает напряжение, снимаемое с выхода амплитудного детектора, собранного на транзисторе Т4 (Т2) по схеме, известной старожилам как «катодный детектор».
Посредством подстроечного резистора R19 на Рис.8, либо R12 (Рис.10) устанавливается максималь- ная амплитуда выходного сигнала и, соответственно, глубина АРУ, исходя из личных пристрастий радиолюбителя.
Ну вот, собственно, мы и добрались до финального гонга увлекательной борьбы за качественные параметры радиочастотной части нашего приёмника.
Оппонент: А где намоточные данные катушек? Где чертежи печатных плат? Где варианты замен радиоэлементов?
ИМС AD8307 и SA612A заменять на что-то другое я бы не советовал, аналог К174ХА6 – TDA1047, высокочастотные транзисторы – любые радиочастотные, КП103 легче купить, чем искать ему замену, операционники – опять же, любые малошумящие.
Печатные платы (в вашем понимании этих слов) я не делаю – просто прорезаю на фольгированном текстолите площадки, к которым подпаиваю элементы, и поскольку иногда приходится корректировать первоначально нарисованную схему, то оптимальностью печатного монтажа эти конструкции не отличаются. Так что изучайте правила разводки радиочастотных схем, предавайтесь размышлениям, шевелите мозжечком, рисуйте платы и получайте удовольствие от полученного результата.
Значения индуктивностей всех катушек я привёл на принципиальных схемах.
В свободном доступе легко находится замечательная программа Coil32 для всевозможных расчетов катушек индуктивности и обеспечивающая практически 100% достоверный результат.
О том, чтобы эти катушки были простыми, с одной обмоткой и без отводов я предусмотрительно позаботился для удобства исполнения. Конструкции этих катушек могут быть любыми – от готовых китайских дроссельков, промышленных индуктивностей с экранами из магазина «Кварц» до самодельных каркасных или бескаркасных, намотанных толстым проводом на любой, валяющейся под ногами оправке.
Если под рукой не находится толстый обмоточный провод, катушки можно намотать одножильным силовым кабелем со снятой изоляцией, оросив его после намотки и впаивания на плату тонким слоем лака для ногтей, стыдливо позаимствовав его у жены. Естественно, что в этом случае при намотке надо предусмотреть небольшой шаг между витками.
Оппонент: Мне жена скорее паяльник куда-нибудь вставит, чем отдаст свой лак на растерзание.
И главное – все катушки должны быть изолированы от внешних электрических и магнитных полей. Если предполагается использовать общий экран для всей платы, то между входными фильтрами ФВЧ и ФНЧ необходимо предусмотреть экранирующую перегородку, соседние катушки внутри этих фильтров располагать перпендикулярно друг к другу и вообще, не надо мудрить и стремиться к чрезмерной миниатюризации.
Низкочастотную катушку SSB детектора желательно не постесняться запаять в какой-нибудь стальной экран, чтобы не нахвататься сетевых наводок.
Настройка схемы с одной стороны проста до безобразия, с другой, может представлять определенную сложность в связи с необходимостью наличия двух разночастотных генераторов, один из которых необходимо подключить на гетеродинный вход смесителя, сигнал второго – подать на антенный вход устройства. Если у радиолюбителя уже есть в наличии готовый синтезатор, задача упрощается, если нет, то нужно поднапрячься и спаять два, желательно кварцевых генератора с разносом частот в 43 Мгц.
Так вот, подав на антенный вход схемы сигнал амплитудой 10 мВ и частотой, например, 1 Мгц, а на гетеродинный вход амплитудой 200 мВ и частотой 1+43=44 Мгц, припадаем к осциллографу, подключенному к выходу блока смесителей, и наблюдаем красивый синусоидальный 10,7–мегагерцовый сигнал. Регулировкой резонансных частот контуров L7. L9, L11 добиваемся его максимальной амплитуды.
Всё – настройка закончена, можно подключать детекторы! Они в настройке не нуждаются, разве что в УКВ блоке возникнет желание подкрутить L2 для достижения наилучшего качества звучания.
Ну, на этом и хватит. Дальше уже отдельными статьями будем знакомиться с недостающими блоками нашего радиоприёмника, а начнём с аудиофильского УНЧ на полевых транзисторах с архаичным ламповым звучанием.
Оппонент: А почему УНЧ? Я бы предпочел начать с синтезатора.
И всё-таки предлагаю поставить точку в конце этого малонаучного 4-страничного опуса, выдержать красноречивую паузу и как следует отдохнуть.
Все устали. Всем по йогурту и спать!
А на следующей странице будем отвечать на вопросы по мере их поступления.
▍ Модуляция и детекторы
При амплитудной модуляции посредством усилителя, управляемого напряжением (voltage controlled amplifier, VCA), сигнал звуковой частоты изменяет амплитуду несущего сигнала более высокой частоты.
При этом возникают две боковые полосы частот — верхняя, чья частота равна сумме несущей и сигнальной, и нижняя, равная их разности.
Боковые полосы хорошо видно на спектрограмме радиосигнала. Спектрограммы можно посмотреть в реальном времени, а также послушать радио на сайтах онлайн SDR. Такие сайты созданы энтузиастами, предоставившими доступ к веб-интерфейсам своих цифровых радиоприёмников.
Чтобы сэкономить частотную полосу, в АМ-сигнале подавляют несущую частоту и одну из боковых полос. Так получается SSB-SC (single-sideband suppressed-carrier) модуляция, она же просто SSB, которая, в свою очередь, подразделяется на USB (upper sideband, не путайте с универсальной последовательной шиной, она же стандарт разъёма питания радиоэлектронной аппаратуры), где сохраняется верхняя боковая полоса, и LSB (lower sideband), где подавляют верхнюю и оставляют нижнюю полосу.
Ещё одно преимущество SSB-модуляции состоит в том, что энергия передатчика сосредотачивается в одной частотной полосе вместо двух, благодаря чему эффективная мощность сигнала возрастает вдвое.
Также SSB-модуляция применялась в годы Второй мировой войны для шифрования голосовой связи в реальном времени. Сигнал модулировался SSB, затем демодулировался LSB. Это было довольно примитивное шифрование. Речь, зашифрованную таким образом, тренированные специалисты могли распознавать на слух даже без использования дешифровального прибора.
Что-то подобное на базе кольцевого модулятора, скорее всего, разрабатывалось для Сталина, в «шарашке» под руководством заключённого Льва Сергеевича Термена, что описал Александр Солженицын в романе «В круге первом».
Демодулировать АМ-сигналы проще всего детектором огибающей, представляющим собой выпрямитель с интегратором. Конденсатор C2 на известной со школьной скамьи схеме простейшего радиоприёмника выполняет как раз функцию интегратора. Он же фильтр низких частот.
От интегратора зависит не просто тембр звучания, но и сила приёма, потому что реактивные элементы электрических цепей — конденсаторы и катушки индуктивности, не просто шунтируют или создают сопротивление сигналам тех или иных частот, но и преобразуют энергию сигнала.
Точно так же происходит в импульсных блоках питания и DC-DC-конвертерах, большинство которых используют индуктивности, однако существуют и схемы на переключаемых конденсаторах. Проще говоря, умножители напряжения.
Пример использования повышающего преобразователя на переключаемых конденсаторах — гитарный эффект Klon Centaur, в котором такой преобразователь обеспечивает высокое напряжение питания операционного усилителя для достижения паспортной скорости нарастания выходного сигнала (slew rate). Что необходимо для получения богатого тембра звучания в области высоких частот.
Частотная модуляция, в отличие от амплитудной, осуществляется генератором, управляемым напряжением, ГУН, или VCO (voltage controlled oscillator). Здесь мгновенное значение управляющего сигнала определяет не амплитуду, а частоту несущего. Это делает радиосвязь гораздо более помехуостойчивой и качественной.
▍ Изучаем схему
Итак, каким образом превратить в звук сигнал ЧМ-радиовещания с помощью амплитудного детектора? Очень просто — воспользовавшись устройством, в котором амплитуда электрических колебаний зависит от частоты входных колебаний.
Таким устройством является полосовой фильтр, который в радиоприёмнике представлен входным колебательным контуром.
Энтузиасты ухитряются принимать сигналы FM-радиостанций даже на детекторный приёмник, но это уже ближе к экстремальному спорту, чем к радиотехническим опытам.
Зато регенеративный приёмник является для такой задачи прекрасным решением. В нём генерация будет тем сильнее, чем частота входного сигнала ближе до частоты колебательного контура.
Схема для сегодняшней поделки взята от конструктора с народной площадки Алиэкспресс. Здесь генерация регулируется переменным резистором в цепи анода приёмной лампы. Этот же резистор превращает колебания анодного тока в напряжение звуковой частоты, которое усиливается выходным лучевым тетродом. Таким образом осуществляется детектирование сигнала.
Заказывать набор и ждать его доставки мне не захотелось, потому я решила переделать в радиоприёмник усилитель звуковой частоты, о котором рассказывала в одной из прошлых статей. Те же две лампы, тот же трансформатор, нужно только добавить несколько деталей.
Катушки контура и связи с антенной бескаркасные, намотаны вокруг элемента питания типоразмера АА. Контурная катушка содержит 3-5 витков, антенная катушка — 1-2 витка. Шаг витков и взаимное расположение катушек следует подобрать в процессе наладки приёмника.
Схема чувствительна к качеству дросселя, подключённого к аноду приёмной лампы. Иногда приходится перебрать несколько дросселей, чтобы аппарат заработал.
УКВ-приемник с цифровой обработкой принимаемого сигнала и индикацией частоты
Приемник может принимать AM/SW/FM радиостанции. В данной конструкции реализован прием станций в УКВ и ФМ диапазонах (от 64 до 108 […]
12.02.2019 11.02.2019
Read Full Post
Ламповый детекторный приёмник
Некоторое время назад экспериментировал с детекторным приёмом АМ-вещательных радиостанций, работающих на длинных и средних волнах – проверял всевозможную схемотехнику, пробовал […]
12.02.2019 11.02.2019
Read Full Post
ТРЁХПРОГРАММНЫЙ РАДИОПРИЁМНИК С FM
Симбиоз трёх программного радиоприёмника и FM сканера – расширение функционала стандартного проводного радио.
Ремонт советского радиовещательного приемника ВЭФ-202 – фото, видео и техническая документация с принципиальной схемой.
ДЕЛАЮ ПРОСТОЙ ТРАНСИВЕР
Очень простой самодельный радиолюбительский трансивер на диапазон 80 метров, собранный из 4-х транзисторов.
Делаем недорогой FM приёмник на микросхеме TA8164P – проводим сравнение с распространённой TA2003.
КВ приемник наблюдателя
Сегодня мы рассмотрим очень простую, и в тоже время обеспечивающую неплохие характеристики схему – КВ приемник наблюдателя – коротковолновика.
Схема разработана С. Андреевым. Не могу не отметить, что сколько я не встречал в радиолюбительской литературе разработок этого автора, все они были оригинальны, просты, с прекрасными характеристиками и самое главное – доступны для повторения начинающими радиолюбителями.
Первый шаг радиолюбителя в стихию любительской связи обычно всегда начинается с наблюдения за работой других радиолюбителей в эфире. Мало знать теорию радиолюбительской связи. Только прослушивая любительский эфир, вникая в азы и принципы радиосвязи, радиолюбитель может получить практические навыки в проведении любительской радиосвязи. Эта схема как раз и предназначена для тех кто хочет сделать свои первые шаги в любительской связи.
Представленная схема приемника радиолюбителя – коротковолновика очень проста, выполнена на самой доступной элементной базе, несложная в настройке и в тоже время обеспечивающая хорошие характеристики. Естественно, что в силу своей простоты, эта схема не обладает “сногсшибательными” возможностями, но (к примеру чувствительность приемника около 8 микровольт) позволит начинающему радиолюбителю комфортно изучать принципы радиосвязи, особенно в 160 метровом диапазоне:
Приемник, в принципе, может работать в любом радиолюбительском диапазоне – все зависит от параметров входного и гетеродинного контуров. Автор этой схемы испытывал работу приемника только для диапазонов 160, 80 и 40 метров.
На какой диапазон лучше собрать данный приемник. Чтобы это определить, надо учесть в каком районе вы проживаете и исходить из характеристик любительских диапазонов.
(Радиолюбительские диапазоны и их характеристики)
Приемник построен по схеме прямого преобразования. Он принимает телеграфные и телефонные любительские станции – CW и SSB.
Антенна. Работает приемник на несогласованную антенну в виде отрезка монтажного провода, который можно протянуть под потолком комнаты по диагонали. Для заземления подойдет труба водопроводной или отопительной системы дома, которая подключается к клемме Х4. Снижение антенны подключается к клемме Х1.
Принцип работы. Входной сигнал выделяется контуром L1-C1, который настроен на середину принимаемого диапазона. Затем сигнал поступает на смеситель, выполненный на 2-х транзисторах VT1 и VT2, в диодном включении, включенных встречно-параллельно.
Напряжение гетеродина, выполненного на транзисторе VT5, подается на смеситель через конденсатор С2. Гетеродин работает на частоте в два раза ниже частоты входного сигнала. На выходе смесителя, в точке подключения С2, образуется продукт преобразования – сигнал разности входной частоты и удвоенной частоты гетеродина. Так как величина этого сигнала не должна быть более трех килогерц (в диапазон до 3-х килогерц укладывается “человеческий голос”), то после смесителя включен ФНЧ на дросселе L2 и конденсаторе С3, подавляющий сигнал частотой выше 3-х килогерц, благодаря чему достигается высокая избирательность приемника и возможность приема CW и SSB. При этом, сигналы АМ и FM практически не принимаются, но это и не очень важно, потому, что радиолюбители в основном используют CW и SSB.
Выделенный НЧ сигнал поступает на двухкаскадный усилитель низкой частоты на транзисторах VT3 и VT4, на выходе которого включаются высокоомные электромагнитные телефоны типа ТОН-2. Если у вас есть только низкоомные телефоны, то их можно подключать через переходной трансформатор, к примеру от радиоточки. Кроме того, если параллельно С7 включить резистор на 1-2 кОм, то сигнал с коллектора VT4 через конденсатор емкостью 0,1-10 мкФ можно подать на вход любого УНЧ.
Напряжение питания гетеродина стабилизировано стабилитроном VD1.
Детали. В приемнике можно использовать разные переменные конденсаторы: 10-495, 5-240, 7-180 пикофарад, желательно, чтобы они были с воздушным диэлектриком, но подойдут и с твердым.
Для намотки контурных катушек (L1 и L3) используются каркасы диаметром 8 мм с резьбовыми подстроечными сердечниками из карбонильного железа (каркасы от контуров ПЧ старых ламповых или лампово-полупроводниковых телевизоров). Каркасы разбираются, разматываются и от них спиливается цилиндрическая часть длиной 30 мм. Каркасы устанавливаются в отверстия платы и фиксируются эпоксидным клеем. Катушка L2 намотана на ферритовом кольце диаметром 10-20 мм и содержит 200 витков провода ПЭВ-0,12 намотанных внавал, но равномерно. Катушку L2 можно также намотать на сердечнике СБ а затем поместить внутрь броневых чашек СБ склеив их эпоксидным клеем.
Схематическое изображение крепления катушек L1, L2 и L3 на плате:
Конденсаторы С1, С8, С9, С11, С12, С13 должны быть керамическими, трубчатыми или дисковыми.
Намоточные данные катушек L1 и L3 (провод ПЭВ 0,12) номиналы конденсаторов С1, С8 и С9 для разных диапазонов и используемых переменных конденсаторах:
Печатная плата сделана из фольгированного стеклотекстолита. Расположение печатных дорожек – с одной стороны:
Налаживание. Низкочастотный усилитель приемника при исправных деталях и безошибочном монтаже в налаживании не нуждается, так-как режимы работы транзисторов VT3 и VT4 устанавливаются автоматически.
Основное налаживание приемника – налаживание гетеродина.
Сначала нужно проверить наличие генерации по наличию ВЧ напряжения на отводе катушки L3. Ток коллектора VT5 должен быть в пределах 1,5-3 мА (устанавливается резистором R4). Наличие генерации можно проверить по изменению этого тока при прикосновении руками к гетеродинному контуру.
Подстройкой гетеродинного контура надо обеспечить нужное перекрытие гетеродина по частоте, частота гетеродина должна перестраивается в пределах на диапазонах:
– 160 метров – 0,9-0,99 МГц
– 80 метров – 1,7-1,85 МГц
– 40 метров – 3,5-3,6 МГц
Проще всего это сделать, измеряя частоту на отводе катушки L3 при помощи частотомера, способного измерять частоту до 4 МГц. Но можно воспользоваться и резонансным волномером или генератором ВЧ (методом биений).
Если вы пользуетесь генератором ВЧ, то можно одновременно настроить и входной контур. Подайте на вход приемника сигнал от ГВЧ (расположите провод, подключенный к Х1 рядом с выходным кабелем генератора). Генератор ВЧ надо перестраивать в пределах частот в два раза больших, чем указано выше (например, на диапазоне 160 метров – 1,8-1,98 МГц), а контур гетеродина подстроить так, чтобы при соответствующем положении конденсатора С10 в телефонах прослушивался звук частотой 0,5-1 кГц. Затем, настройте генератор на середину диапазона, настройте на нее приемник, и подстройте контур L1-C1 по максимальной чувствительности приемника. Также по генератору можно откалибровать шкалу приемника.
При отсутствии генератора ВЧ входной контур можно настроить принимая сигнал радиолюбительской станции работающей как можно ближе к середине диапазона.
В процессе настройки контуров может потребоваться корректировка числа витков катушек L1 и L3. конденсаторов С1, С9.
Радиолюбительские приемники своими руками
Войти через uID
| —>Информация —> |
Зарегистрированным пользователям доступны все разделы сайта в полном обьеме!
| —>Свободный блок —> |
ПДД. Учебное пособие для автошкол. Вождение
ПДД. Самоучитель вождения по городу
