Приемник с кварцевым фильтром своими руками
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 18.09.2024
В прошлом номере журнала были опубликованы схема и описание очень простого приемника прямого преобразования на 40-метровый диапазон. В приемнике использован смеситель на полевом транзисторе, работающем в режиме управляемого активного сопротивления. Для защиты от помех со стороны мощных вещательных передатчиков на входе приемника установлены аттенюатор и двухконтурный диапазонный полосовой фильтр (ДПФ).
Чтобы обеспечить хороший прием на KB обычно пользуются стационарными антеннами, согласованными и настроенными, либо антеннами для работы в полевых условиях. И в том и в другом случае место приема оказывается фиксированным по месту установки антенны. Любое перемещение требует остановки приема, выключения приемника, разборки антенны и сборки её и установки на новом месте. Если же важна мобильность, приходится пользоваться короткими штыревыми антеннами или вообще, суррогатными, сделанными из почти подручных материалов (куски проволоки, монтажного провода).
Схема детекторного приемника имеет один резонансный контур,который можно настроить на радиостанцию при помощи переменного конденсатора. Детектирование в детекторном приемнике осуществляет полупроводниковый диод (детектор). Для прослушивания радиостанции к детекторному приемнику подключают головные телефоны с сопротивлением около 2 ком. (Высокоомные).
Один из путей изготовлении приемника для наблюдений за работой любительских радиостанций - переделка обычного радиовещательного приемника. Однако при всей привлекательности идеи использовать как основу готовый приемник переделка получается не очень простой и не слишком доступной начинающим радиолюбителям. Как полагает автор, самыми легко повторяемыми приемниками для коротковолновиков долго ещё будут приемники прямого преобразования, или, как правильно их назвать, гетеродинные приемники.
В архивах радиолюбителей, интересующихся модернизацией одного из наиболее распространенных и применяемых для любительских целей РПУ Р-326М, наверняка находится множество материалов по этой тематике. По крайней мере, два из них взяты с публикаций на СМР. Поэтому, в дальнейшем ссылок на другие (известные) переделки в тексте этого материала приводить не буду, упоминая лишь о возможности их внесения …
Само по себе решение опубликовать данный материал возникло из-за того, что мнений по переделке Р-326М много, в т.ч. на этом и других сайтах, порой совершенно противоположные. А из своего опыта я тоже сделал выводы.
Таким образом, любители модернизации ламповых РПУ из настоящей публикации могут почерпнуть интересный и полезный материал для ретрорадиотворчества.
А вот Сергей Вицан нашел пример применения нувисторов в импортном УКВ тюнере и, самое главное, воплотил результаты поиска в реальную конструкцию лампового приемника. Его статью об этом мы и представляем сегодня. Тем более, что на нашем сайте тематика переделки УКВ блоков (на FM диапазон) тоже не обойдена стороной. Теперь будет еще и ламповый вариант…
Создание простых радиоприемников для наблюдения за любительским эфиром привлекает многих радиолюбителей. Наш сайт, естественно, не остался в стороне от процесса любительского RX-строения.
Как усовершенствовать этот приемник рассказывается в этом материале…
Быстродействующий ключ работает в балансной схеме смесителя и коммутируется меандром. Указано, что схему целесообразно применять в супергетеродинах с низкой ПЧ или в конструкциях прямого преобразования. При этом обеспечивается очень высокий динамический диапазон (132 дБ) и низкий уровень шумов (12 дБ).
В статье рассказывается о создании схемы УПЧ на основе микросхемы LA1135, которую можно взять из АМ тюнеров старых автомагнитол. Как вариант, приводится пример применения этой схемы при доработке КВ радиоприемника Р-326М. Даташит LA1135 можно скачать из архива по ссылке,приведенной в тексте статьи.
В отличие от приемников DSB сигналов в приемниках и трансиверах прямого преобразования (ППП/ТПП) для приема SSB обязательно используют два вида фазовращателей: по высокой и по низкой частоте.
Собирая некую конкретную схему фазовращателя, мы имеем теоретическую расчетную характеристику, которую планируем получить. Это можно сделать только точно подобрав равенство номиналов расчетным. Как это сделать с помощью номограммы, полученной на основе приведенной формулы для различных величин отклонения фазы и амплитуды, рассказывается в этой статье.
В настоящее время радиолюбительство переживает бум применения ключевых смесителей на мультиплексорах. Это связано с некоторыми особенностями их работы, которые дают известные преимущества перед аналоговыми смесителями. В первую очередь это связано с отсутствием приема на 2-й и всех четных гармониках сигнала гетеродина. В статье сделана попытка пояснить некоторые особенности работы ключевых смесителей. В конце приводится несколько схем применения ключевых смесителей на практике.
Новая разработка уже хорошо знакомого нам автора Б.Попова, UN7CI. Схема двухдиапазонного радиоприемника KENT, имеющего высокое качество сигнала и устойчи вую работу, представляет собой супергетеродин с кварцевым фильтром для приёма SSB и CW.
Для упрощения конструкции гетеродины интегрированы.
Применение в тракте ПЧ широкополосных усилителей на двухзатворных полевых транзисторах обеспечивает минимум шумов и устойчивое усиление. АРУ - совмещённая.
Приёмник представляет собой супергетеродин с двойным преобразованием частоты и фиксированными ПЧ. Такое решение принято из-за проблем изготовления высококачественных кварцевых фильтров при одном преобразовании и распределения усиления по частотам при двойном преобразовании с целью получения устойчивого усиления в целом.
Ключевые демодуляторы в настоящее время активно применяются в практике радиолюбительского конструирования приёмников и трансиверов прямого преобразования. Наиболее часто применяются КД последовательного типа, имеющие определенные недостатки. Вместе с тем, давно известны ключевые смесители параллельного типа, в которых ключ включен параллельно нагрузке. Этот режим отличается тем, что при разомкнутом ключе нагрузка связана напрямую с источником сигнала, который имеет низкое выходное сопротивление, соизмеримое с сопротивлением замкнутого ключа или отличающееся всего на пару порядков вместо шести-семи. Это должно существенно упростить решение вопросов согласования низкоомного источника сигнала с относительно низкоомной нагрузкой, что позволяет проще решить проблему согласования по мощности и собственно увеличить мощность в нагрузке за счет увеличения токов, протекающих в цепи. Подключение ключа параллельно нагрузке, позволяет даже исключить фильтрующий конденсатор. Низкое входное и выходное сопротивления удобны для согласования с типовыми 50 Ом кабелями. К достоинствам данного типа смесителя следует отнести также отсутствие влияния проходной емкости ключа (1-10 пФ в зависимости от типа ключа) на высоких частотах, т.к. она фактически подключена параллельно емкости монтажа, что позволяет её компенсировать в резонансных цепях на входе смесителя.
Полученные результаты этого исследования, по мнению автора, весьма полезны при конструировании аппаратуры прямого преобразования.
Практически реализовать такой смеситель (ключевой демодулятор параллельного типа) можно на микросхеме 74НС4053, если использовать все три ключа микросхемы параллельно. Это позволит снизить прямое сопротивление замкнутых ключей, что должно благотворно сказаться на потерях в смесителе и снизить общие шумы смесителя примерно в 3 раза. Пример такой схемы представлен в статье.
Для тех радиолюбителей, кого интересует только прием (наблюдение) любительских станций, наличие постоянно включенного мобильного (не обязательно стационарного) приемника - достаточно важная задача. Это связано, в том числе, и с определенной сложностью создания, а, главное, налаживания передающего тракта в условиях недостатка опыта и отсутствия многих необходимых измерительных приборов. Да, и имея под рукой промышленный импортный трансивер, мониторинг эфира для более опытных НАМ,ов приобретает важное значение. Услышал нужного корреспондента – включил базовый (стационарный) ТRХ…
Во второй части статьи В.Н. Лифаря (RW3DKB) рассмотрен второй вариант ВПД, предложенный В.Т.Поляковым, содержащий дополнительно резистор и конденсаторы, при помощи которых создается автоматическое смещение на диодах. Это решение предполагало решение проблемы обычного ВПД, состоящей в необходимости тщательного подбора амплитуды возбуждения гетеродина, которая существенным образом влияла на параметры смесителя. Что при этом происходит с входным сопротивлением смесителя, также представляет собой интересный вопрос, который неоднократно обсуждался на страницах радиолюбительских изданий. Использование измерительной схемы в модели дает нам возможность непосредственно измерять комплексное входное сопротивление смесителя этого типа смесителя как в режиме согласованной, так и не согласованной нагрузки.
Необычный тип смесителя, впервые предложенный В.Т. Поляковым, в котором два диода включены встречно-параллельно (ВПД), всегда вызывал большой интерес. Его необычность состоит в том, что частота гетеродина в 2 раза ниже рабочей частоты. Что в целом ряде случаев благотворно сказывается на стабильности частоты и понижает уровень шумов. Фактически это ключевой смеситель, хотя питается синусоидальным сигналом гетеродина. Причина лежит на поверхности – ВАХ диода не линейна и имеет крутой излом, за которым начинается относительно линейный участок, на котором прямое сопротивление диода имеет очень малое внутреннее сопротивление, порядка единиц Ом. А сопротивление закрытого диода составляет единицы Мом. В этой связи было много споров о том, какое же входное сопротивление имеет ВПД Полякова? В ряде публикаций приводились различные аналитические расчеты этой величины, однако ее оценка вызывала многие, подчас противоречивые вопросы, и не давала простого и понятного объяснения полученных результатов.
В интересной статье нашего постоянного автора В.Н. Лифаря, RW3DKB , даны исчерпывающие ответы на эти и другие вопросы, касающиеся смесителей на ВПД.
И все же, в приемнике использованы очень доступные и недорогие радиодетали, что позволяет собрать его не только городскому, но сельскому радиолюбителю. Более того, практически все детали можно взять с разборки старых телевизоров и другой аппаратуры.
Принципиальная схема показана на рисунке в тексте. Схема супергетеродинная с одним преобразованием частоты.
Сигнал от антенны поступает на входной контур L1-C2-C4.1 через отвод катушки L1 и переменный резистор R16, который служит регулятором чувствительности. Автоматического регулятора коэффициента усиления данный приемник не имеет, - регулировка чувствительности осуществляется только вручную, этим резистором. Причем, на самом входе приемника, - до любых транзисторных каскадов. Это позволяет, при приеме мощных радиостанций полностью исключить перегрузку преобразователя частоты, а при приеме слабых и удаленных радиостанций обеспечить наибольшую чувствительность, которая не будет снижаться системой АРУ, ошибочно реагирующей на помехи.
Частота гетеродина задается контуром L7-С20-С19-С4.2. Конденсатор С19 обеспечивает сопряжение настроек входного и гетеродинного контура с учетом промежуточной частоты равной 455 кГц. Конечно такой простой способ сопряжения не дает высокой точности, и поэтому чувствительность приемника в пределах всего диапазона 3,5-22 МГц оказывается неравномерной.
Промежуточная частота выделяется в контуре L3-C8 и через катушку связи поступает на полосовой пьезокерамический фильтр Q1, с средней частотой 455 кГц. Здесь используется доступный пьезофильтр от импортного карманного радиоприемника с АМ-диапазоном. Поэтому, промежуточная частота равна 455 кГц. Используя отечественный фильтр на 465 кГц промежуточная частота будет 465 кГц. Разумеется, можно применить 2-3-звенный LC-фильтр сосредоточенной селекции, но настройка приемника сильно усложнится.
Усилитель промежуточной частоты собран на транзисторах VT3 и VT4 образующих такой же каскодный усилитель как на транзисторах VT1 и VT2, но чисто усилитель, -без смесительных и гетеродинных функций (эмиттерная цепь VT3 замкнута на общий минус, а не идет на гетеродинную катушку). Контур C12-L5 является преддетекторным контуром. Демодулятор выполнен на транзисторе VT5. Режим его работы зависит от состояния S1. В показанном на схеме положении происходит прием телеграфных и телефонных станций (CW и SSB). При этом используется опорный генератор на транзисторе VT8. Частота генератора определяется керамическим резонатором Q2, - 455 кГц. Если в приемнике будет использовать другая промежуточная частота, например, 465 кГц, то соответственно и резонатор должен быть на такую же частоту. В принципе, можно отказаться от резонатора и использовать LC-контур, например, контур ПЧ от карманного AM-приемника, или такой же контур, как, например, L3-C8, подключив его между базой VT8 и общим минусом через разделительный конденсатор емкостью 1000 пФ.
Опорный генератор питается от параметрического стабилизатора на VD1.
При приеме CW и SSB напряжение опорной частоты с эмиттера VT8 поступает на эмиттер транзистора VT5, выполняющего роль демодулятора. В данном транзисторе происходит преобразование частоты и на его коллекторе выделяется комплексный сигнал суммарно-разностной частоты. Суммарная частота подавляется простейшим ФНЧ R11-С14, а разностная через него проходит и поступает на регулятор громкости R12.
При работе по приему AM сигналов переключатель S1 нужно установить в противоположное показанному на схеме положение. При этом, эмиттер VT5 замыкается на общий минус через S1.1, а опорный генератор выключается S1.2. Теперь транзистор VT5 работает как эффективный транзисторный детектор высокой чувствительности. На его выходе выделяется низкочастотный сигнал, который поступает на R12.
Низкочастотный телефонный усилитель выполнен на транзисторах VT6 и VT7. Нагрузкой являются головные телефоны сопротивлением не ниже 30 От.
Питается приемник от простого сетевого источника на силовом маломощном трансформаторе Т1 и диодном мосте VD2. Напряжение питания схемы получается около 8V. Лампочки Н1-НЗ служат для подсветки шкалы настройки приемника и одновременно являются индикаторами включенного состояния.
Секция с преобразователем большая, она сделана так чтобы контура гетеродина и входной были расположены с разных сторон от переменного конденсатора С4, который так же, установлен на этой общей панели. Привод шкалы С4 обычный, применяемый во многих приемниках, - большой шкив, два ролика, один из которых насажен на ручку настройки и веревочная шкала с пружинкой - натяжителем. Шкала линейная, - бумажная. Лампы Н1-НЗ расположены над шкалой, так чтобы они были прикрыты передней панелью корпуса приемника и светили не вам в глаза, а только на шкалу.
Переменный резистор R1 нужно установить в наибольшей близости к антенному гнезду.
Для намотки всех катушек использованы каркасы от модулей цветности старых телевизоров типа УСЦТ. Это каркасы диаметром 5 мм с ферритовыми подстроечными сердечниками.
Катушка L1 - 19 витков с отводом от 5-го. Катушка L2 -5 витков. Катушки L3, L5 и L9 -по 85 витков. Катушки L4, L6, НО - по 10 витков. Катушка L7 - 17 витков, L8 - 5 витков с отводом от 2-го. Катушки L1, L2, L7, L8 намотаны проводом ПЭВ 0,23. Все остальные катушки намотаны проводом ПЭВ 0,12, виток к витку.
Сначала наматывают контурную катушку, затем на её поверхность наматывают катушку связи. Витки можно скрепить парафином.
Налаживание традиционно для супергетеродинного приемника. При настройке контуров ПЧ можно пользоваться как генератором сигналов, так и любым радиовещательным приемником с AM диапазонами и такой же промежуточной частотой как в данной схеме. В этом случае сигнал с частотой ПЧ нужно снимать с преддетекторного контура образцового приемника и подавать через конденсатор небольшой емкости сначала на базу VT3, затем на базу VT1 (предварительно отключив гетеродин замкнув перемычкой эмиттер VT1 на общий минус).
Настройку гетеродина, укладку диапазона и сопряжение настройки входного контура нужно делать по генератору ВЧ, либо принимая сигналы радиостанций известной частоты, и сверяясь со шкалой образцового приемника.
Последний этап - разметка шкалы, это удобнее всего делать принимая сигналы генератора ВЧ с AM модуляцией, но можно и по образцовой приемной аппаратуре.
Полоса пропускания, кГц ……………………………………………….2,4 и 0,8.
Диапазон работы АРУ (при изменении выходного напряжения не более чем на 6 дБ), дБ, не менее …………………………………………………………100.
Номинальная выходная мощность, Вт . 1, (максимальная при использовании дополнительного динамика ……………………………………………….3,5Вт).
Питание 220 В 50 Гц или +12…24 В.
Принципиальная схема приемника показана на рисунке №1. Он представляет собой супергетеродин с одним преобразованием частоты. РЧ сигнал через антенное гнездо XW1 и конденсатор С1 поступает через переключатель SA1.1 на часть катушки L1, образующей вместе с конденсатором переменной емкости (КПЕ) С4 входной контур. Переключение приемника с диапазона на диапазон осуществляется замыканием соответствующей части витков катушки секцией переключателя диапазонов SA1.2. Секция переключателя SA1.1 на любом из диапазонов подключает к антенне только часть витков (примерно половину) катушки входного контура, обеспечивая этим приемлемое согласование с антенной.
Блок питания состоит из силового трансформатора Т6, выпрямительного моста VD21…VD24 и стабилизатора выполненного на DA2, VT15, VT16, VT17. Коллектор транзистора VT17 посажен непосредственно на корпус шасси. На эмиттере этого транзистора относительно корпуса присутствует отрицательное напряжение, которое можно использовать для дополнительного запирания каскадов приемника при его использовании совместно с передающей приставкой. Коэффициент стабилизации выходного напряжения этого стабилизатора не менее 4000.
Основная часть радиодеталей установлена на четырех печатных платах. Печатные платы изготовлены из двухстороннего стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Медная фольга со стороны радиодеталей удалена не полностью. По краям плат, а также под экранными перегородками оставлены дорожки шириной 3 мм, к которым и припаиваются экраны ( латунь толщиной 0,5 мм). Коробчатые экраны кварцевого фильтра и опорного кварцевого генератора съемные. На рисунке №4 показана печатная плата, а на рис. №8 вид на монтаж деталей кварцевого фильтра , на рис. №5 и №9 – УРЧ, СМ1, УПЧ, СМ2, предварительный УНЧ, ЭП и ОКГ, на рис. №6 и №10 – ФСС ГПД, УС/УД, УНЧ, АРУ, на рис. №7 и №11 – БП и стабилизатор +12 вольт.
Далее приступают к настройке гетеродинов. Настройка опорного кварцевого гетеродина (VT13) заключается во вращении сердечника катушки L12 до получения устойчивой генерации и максимальной амплитуды на выходе. Подстройкой сердечника катушки L14 частоту генерации устанавливают за нижним скатом характеристики кварцевого фильтра. При отсутствии генерации следует проверить каждую радиодеталь генератора на исправность. Кстати, это желательно делать с каждой деталью (а с новыми, особенно) перед ее установкой на печатную плату. Контроль ведут на выходе высокоомным ВЧ-вольтметром, или, что еще лучше, осциллографом, а как же частотомером.
Проверка работоспособности усилителя низкой частоты сводится к контролю напряжения на выводе 12 микросхемы DA1. Оно должно равняться половине напряжения питания. На вход УНЧ подают сигнал с частотой 1 кГц (синусоида) напряжением 20 мВ. Изменяя частоту генератора в звуковом диапазоне, убеждаются в отсутствии заметных искажений сигнала на выходе УНЧ, контролируя осциллографом. Корректировку характеристики в области высоких частот ведут подбором емкостей С51, С52, С53. Предварительный УНЧ настраивают путем подбора номинала резистора R25 до получения максимума сигнала на выходе при отсутствии заметных на глаз искажений.
После УНЧ приступают к настройке УПЧ (VT2, VT3, VT4). От ГСС подают сигнал с частотой 5,5 МГц напряжением 10 мВ (не модулированный) на левый по схеме вывод конденсатора С9 через конденсатор емкостью 5…10 пФ. Далее вращая сердечники катушек L3, L5 по очереди добиваются максимума сигнала на выходе УНЧ . Кварцевый фильтр должен находиться в режиме широкой полосы, резистор R69 в положении максимального усиления. Вращением сердечника катушки L14 в опорном кварцевом гетеродине добиваются тона выходного сигнала около одного килогерца. Окончательно установку ОКГ и настройку кварцевого фильтра производят после полной настройки приемника. По мере приближения к максимуму показаний на выходе при настройке L3, L5 напряжение генератора на входе следует плавно уменьшать.
После этого приступают к настройке кварцевого фильтра. Для этого на антенный вход приемника XW1 подают сигнал от ГСС или с трансивера (верньер трансивера позволяет очень плавно изменять частоту), с частотой выбранного диапазона и напряжением 0,3 мкВ. Плавно изменяя частоту приема настраиваемого приемника, снимают показания S-метра и соответствующие ему показания цифровой шкалы и записывают в таблицу. Затем, согласно этой таблице чертят график АЧХ фильтра. По вертикали откладывают показания S-метра (в относительных единицах), а по горизонтали частоту через каждые 200 герц. По форме АЧХ судят о качестве фильтра. Если в характеристике есть большие неравномерности (затухание более 6дБ, завалы и горбы), либо малая ширина полосы пропускания (менее 2 кГц), либо неудовлетворительный коэффициент прямоугольности ( хуже 1,4 по уровням -80/-3дБ), то фильтр необходимо подстроить путем поочередного изменения номиналов его конденсаторов. Контроль ведут, анализируя повторные построения графиков АЧХ. Если получить приемлемую АЧХ не удается, то следует заменить кварцы. В режиме узкой полосы (контакты SA4 замкнуты) фильтр настраивают изменением номиналов конденсаторов С18, С22, С26, С29 добиваясь сужения полосы. Получение ширины полосы 0,8 кГц является оптимальным для данной схемы построения фильтра. Наиболее простая настройка фильтра получается при использовании для этой цели измерителя амплитудно-частотной характеристики (АЧХ). Для просмотра АЧХ фильтра (а так же его настройки) можно воспользоваться методом, описанным в [1].
Окончательно частоту опорного кварцевого гетеродина устанавливают после настройки кварцевого фильтра путем подстройки L14, за нижним скатом АЧХ. Балансировку SSB- детектора производят путем подстройки резистора R23 по минимуму сигнала ОКГ (5,5 МГц) на резисторе R24, конденсатор С37 при этом необходимо на время процедуры балансировки отсоединить (не забудьте его потом снова подсоединить).
Настройка системы АРУ (VT14) заключается в подборе номинала конденсатора С120, от которого зависит ее время срабатывания. Подбор этого конденсатора ведут в режиме широкой полосы по наилучшему соответствию движения стрелки прибора РА1 изменениям сигналов и достаточности времени удержания стрелки на максимумах сигналов с целью получения возможности визуального снятия показаний прибора. При этом достигается необходимая плавность изменения коэффициента усиления УПЧ. При зашкаливании прибора РА1 на пиках сигналов необходимо уменьшить номинал резистора R71. Подбором номинала резистора R74 добиваются необходимого уровня порога срабатывания системы АРУ. Подбором номинала резистора R68 добиваются максимального усиления по ПЧ при установленной ручке R69 в положение максимального усиления. При этом постоянное напряжение на вторых затворах VT1, VT2, VT4 не должно превышать +5 вольт. Подборкой номинала резистора R70 убирают нерабочий участок резистора R69 (когда при вращении ручки R69 изменения усиления УПЧ не происходит).
Читайте также: