Радиоточка своими руками

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 16.09.2024

Что такое FM-приемник? Радиоприемник — это электронное устройство, которое принимает радиоволны и преобразует информацию, переносимую ими, в полезную для восприятия человеком. Приемник использует электронные фильтры, чтобы отделить нужный сигнал радиочастоты от всех других сигналов, улавливаемых антенной, электронный усилитель для увеличения мощности сигнала для дальнейшей обработки, и, наконец, восстанавливает нужной информации посредством демодуляции.

Из радиоволн, FM является наиболее популярным. Частотная модуляция широко используется для FM-радиовещания. Преимущество частотной модуляции заключается в том, что она имеет большее отношение сигнал/шум и, следовательно, излучает радиочастотные помехи лучше, чем сигнал амплитудной модуляции равной мощности (AM). Звук из радиоприёмника мы слышим чище и насыщенней.

Частотные диапазоны FM

УКВ (УльтраКороткоВолновый) диапазон с ЧМ (Частотная Модуляция) по английски FM (Frequency Modulation) имеет длину от 10 м до 0,1 мм — это соответствует частотам от 30 МГц до 3000 ГГц.

Для приема вещательных радиостанций актуален сравнительно небольшой участок:
УКВ 64 — 75 МГц. Это наш советский диапазон. На нем много УКВ станций, но только в нашей стране.

Японский диапазон от 76 до 90МГц. В этом диапазоне ведется вещание в стране восходящего солнца.

FM — 88 — 108МГц. — это западный вариант. Большинство ныне продаваемых приемников обязательно работает именно в этом диапазоне. Часто сейчас приёмники принимают и наш совковый диапазон, и западный.

УКВ радиопередатчик имеет широкий канал — 200 кГц. Максимальная звуковая частота, передаваемая в FM, составляет 15 кГц по сравнению с 4,5 кГц в AM. Это позволяет передавать намного более широкий диапазон частот. Таким образом качество передачи FM значительно выше, чем АМ.

Теперь о приёмнике. Ниже представлена схема электроники для приемника FM вместе с его описанием работы.

Список компонентов

Микросхема: LM386
Транзисторы: T1 BF494, T2 BF495 (КТ315)
Катушка L содержит 4 витка, Ф=0,7мм на оправке 4 мм.
Конденсаторы: C1 220nF
C2 2,2 нф
C 100 нф х 2 шт
C4,5 10 мкф (25 V)
C7 47 нФ
C8 220 мкф (25 В)
C9 100 мкф (25 V) х 2 шт
Сопротивления:
R 10 кОм х 2 шт
R3 1 кОм
R4 10 Ом
Переменное сопротивление 22кОм
Переменная емкость 22пф
Динамик 8 Ом
Выключатель
Антенна
Батарея 6-9В

Описание схемы FM приемника

Ниже, представлена схема простого FM-приемника. Минимум компонентов для приема местной FM станции.

Транзисторы (Т1,2), вместе с резистором 10к (R1), катушкой L, переменным конденсатором (VC)22pF составляют ВЧ генератор (Colpitts oscillator).

Резонансная частота этого генератора устанавливается триммером VC на частоту передающей станции, которую мы хотим принять. То есть, он должен быть настроен между 88 и 108 МГц FM диапазона.

Информационный сигнал, снимаемый с коллектора Т2 поступает на усилитель НЧ на LM386 через разделительный конденсатор (С1) 220nF и регулятор громкости VR на 22 кОма.

FM приемник принципиальная электрическая схема

Принципиальная электрическая схема FM приемника

Катушка L имеет 4 витка эмалированного медного провода, диаметром 0,7 мм. Катушка наматывается на оправке диаметром 4 мм. Её можно намотать на любом цилиндрическом предмете (карандаш или ручка с диаметром 4 мм).

Если Вы хотите принимать сигнал станций УКВ диапазона (64-75 МГц), то нужно намотать 6 витков катушки или увеличить ёмкость переменного конденсатора.

Когда необходимое количество витков намотаете, катушка снимается с цилиндра и немного растягивается так, чтобы витки не касались друг друга.

Микросхема LM386 представляет собой НЧ аудио усилитель мощности. Он обеспечивает от 1 до 2 Вт, чего достаточно для любого малогабаритного динамика.

Антенна

Антенна используется, чтобы поймать высокочастотную волну. В качестве антенны Вы можете использовать телескопическую антенну любого неиспользуемого устройства. Хороший прием можно также получить с куска изолированной медной проволоки длинной около 80 см. Оптимальную длину медной проволоки можно найти экспериментально.

Приемник можно запитать от батареи 6 — 9V.

К данному УНЧ на микросхеме LM386 можно также собрать похожие схемы FM приемников:

Простые приемники прямого усиления с одним колебательным контуром обеспечивают неплохое качество звучания при приеме местных радиостанций диапазонов ДСВ.

Рис.1. Спектр сигнала, АЧХ контура и частотные искажения.

При приеме же менее сильных сигналов возникают проблемы, требующие решения. Одна из них состоит в уже упоминавшемся противоречии между полосой пропусканния и селективностью. С повышением добротности контура - обычно это контур магнитной антенны - повышаются чувствительность и селективность, но сужается полоса пропускания, и высшие частоты в спектре звукового сигнала оказываются ослабленными. При низкой же добротности уменьшается подавление сигналов соседних по частоте станций.

Изложенное иллюстрирует рис. 1, где на верхнем графике изображен спектр принимаемого РЧ сигнала шириной fo ± 10 кГц (такой спектр излучают отечественные радиостанции). На среднем графике показана АЧХ колебательного контура с полосой пропускания 2Af порядка 6-9 кГц, а на нижнем - искаженный спектр сигнала, подаваемого на детектор. Видно, что верхние частоты звукового спектра значительно ослаблены (напомним, что полоса обратно пропорциональна добротности: 2 f = f o/Q).

Другая проблема связана с искажениями сигнала при детектировании. Любой детектор для малых сигналов становится квадратичным и его коэффициент передачи снижается пропорционально уровню сигнала. Это приводит к увеличению положительных полуволн продетектированного сигнала ЗЧ и подавлению отрицательных (рис. 2). Коэффициент квадратичных нелинейных искажений, как можно показать, составляет ш2/4, где ш - коэффициент модуляции. Обычно с искажениями при модуляции мирятся, поскольку средний коэффициент модуляции составляет примерно 0,3 (30%) и средний коэффициент нелинейных искажений, - соответственно, 2,5%. Но при 100% модуляции он возрастает до 25%.

Обе проблемы можно в значительной степени решить, если ввести в УРЧ быстродействующую автоматическую регулировку усиления (АРУ), действующую на нижних и средних частотах звукового спектра и в меньшей степени на верхних. При помощи такой АРУ произойдет как бы размодуляция сигнала на нижних и средних частотах, в результате уменьшится коэффициент модуляции сигнала на входе детектора, а с ним и нелинейные искажения. Выровняется также и АЧХ, оба эффекта показаны штриховыми линиями на рисунках. Некоторое уменьшение уровня продетектированного сигнала ЗЧ компенсируется соответствующим повышением усиления УЗЧ.

Рис.2. Квадратичные нелинейные искажения при детектировании

Рис.3. Принципиальная схема приемника-радиоточки.

Отрицательное напряжение АРУ с нагрузки детектора R6 поступает на затвор полевого транзистора, закрывая его тем сильнее, чем больше амплитуда сигнала РЧ. Благодаря непосредственной связи транзисторов УРЧ при этом закрывается и транзистор VT2, что увеличивает глубину регулирования усиления. В цепи АРУ установлен фильтр, составленный из цепочек R5C4 и R4C3. Он отфильтровывает РЧ пульсации и задерживает верхние частоты звукового спектра выше 6 КгГц.

Единственный недостаток такого включения регулятора громкости состоит в том, что громкость уменьшается не до нуля. Но, во-первых, этот недостаток становится достоинством, когда слушатель убавляет громкость и забывает выключить приемник, напрасно разряжая батарею, во-вторых, остаточную громкость можно сделать сколь угодно малой, увеличив номинал переменного резистора.

В результате всех описанных мер приемник обеспечивает качество звучания, близкое к высокому. Ток покоя при напряжении питания 3 В не превосходит 3 мА, а работоспособность приемника сохраняется при изменении напряжения питания от 1,5 до 4,5 В. Практически качество звучания приемника определяется используемым громкоговорителем. В стационарных условиях желательно подключать сравнительно мощный громкоговоритель с корпусом достаточного объема. Здесь годятся все рекомендации, данные в главе о громкоговорящих детекторных приемниках.

Сопротивление громкоговорителя может быть от 4 до 16 Ом, но желательно выбрать его равным 8 Ом. Еще раз обращаем внимание на отдачу: если другие параметры динамических головок поддерживаются достаточно точно, то отдача однотипных головок, особенно старых, бывших в употреблении, может отличаться в несколько раз. Поскольку выходная мощность этого, очень экономичного, приемника невелика, по возможности следует выбирать головки с максимальной отдачей. Автор в свое время смонтировал приемник вместе с двумя элементами питания типа 343 в корпусе трансляционного громкоговорителя, и это решение нельзя считать наилучшим. Когда потом к приемнику подключалась АС с двумя головками 4ГД-4 в корпусе старого телевизора, он зазвучал намного солиднее и приятнее.

Несколько слов о деталях: транзистор КП303А можно заменить на КП3030Б или КП303И. Другие транзисторы этой серии имеют большее напряжение отсечки, и с ними транзистор VT2 будет слишком сильно открываться. На месте VT2 и ѴТЗ могут работать транзисторы серий КТ312 и КТ315 с любыми буквенными индексами, но желательно с коэффициентом передачи тока более 100. Диоды могут быть любые высокочастотные германиевые, например серий Д2, Д9, Д18, но желательно с минимальным прямым сопротивлением (его можно измерить омметром). Для оконечного каскада УЗЧ подойдут любые маломощные германиевые транзисторы соответствующей структуры, например МП37, МП38 (ѴТ4, ѴТ7), МП39 - МП42 (ѴТ5, ѴТ6). Желательно, чтобы транзисторы каждой пары, например ѴТ4, ѴТ5, имели близкие коэффициенты передачи тока. Желательно также, чтобы этот коэффициент был не менее 50.

Рис. 4. Плата приемника радиоточки.

Катушка содержит 50 витков провода ЛЭШО 21x0,07, намотанного виток к витку на бумажной пропарафинированной гильзе. Гильза-каркас должна перемещаться по стержню с небольшим трением. Литцендрат (несколько худшего качества) можно изготовить из провода ПЭВ или ПЭЛ ОД, скрутив 7-11 отрезков нужной длины.

Подойдут резисторы МЛТ-0,125, переменный резистор любого типа, но спаренный с выключателем питания. Электролитические конденсаторы могут быть К50-6, остальные - типов КЛС и КМ. Под эти детали и рассчитана плата приемника (рис. 4), изготовленная из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Фольга на ней не вырезается и не протравливается - вся ее площадь служит общим проводом и экраном, улучшая стабильность работы приемника. Выводы деталей, соединяемые с общим проводом, пропускаются, как обычно, в отверстия платы и припаиваются к фольге.

Другие же выводы пропускаются в раззенкованные со стороны фольги отверстия, а соединения между ними делаются тонким одножильным проводом в изоляции и также пропаиваются. Таким способом приемник изготовить легче и быстрее. После налаживания приемника монтаж можно покрыть клеем или лаком, чтобы изолированные проводники оказались прикрепленными к плате, но можно этого и не делать, жесткость монтажа оказывается достаточной.

Налаживание приемника начинают с УЗЧ. Подбором резистора R9 на коллекторах транзисторов VT6, VT7 устанавливают напряжение, равное половине напряжения питания. Ток покоя измеряют, отключив провод питания УРЧ и присоединив миллиамперметр параллельно разомкнутым контактам выключателя SA1. Подбором диода VD3 ток покоя можно установить порядка 2-2,5 мА. Выпаивать диод, не сняв напряжения питания, нельзя, поскольку ток

возрастет до опасной для транзисторов и миллиамперметра величины. Лучше, оставив один диод, параллельно ему подключать другие. Возможно, что в окончательном варианте так и останутся два-три диода.

Подключив питание УРЧ, подбирают резистор R2 таким, чтобы коллекторное напряжение транзистора VT2 равнялось примерно половине напряжения питания. Передвигая катушку магнитной антенны по стержню, настраивают приемник на частоту радиостанции, а поворачивая антенну в горизонтальной плоскости, ориентируют ее по максимальной громкости приема. Если надо настроить приемник на другую частоту, подбирают емкость конденсатора С1 и число витков катушки. Временно вместо конденсатора С1 можно подключить КПЕ.

Последний этап состоит в подборе конденсаторов фильтра цепи АРУ СЗ и С4 до получения максимально плоской и широкой АЧХ всего приемника (оценивают на слух). В ряде случаев, особенно при недостаточной добротности контура магнитной антенны, конденсатор СЗ можно не устанавливать. А если параллельно конденсатору С4 подключить другой, емкостью несколько микрофарад, система АРУ превращается в обычную, без коррекции. При этом на слух оценивается выигрыш от коррекции в расширении полосы и качестве звучания приемника. Разумеется, описанные способы улучшения характеристик приемника годятся и для более сложных конструкций.

Источник: Поляков В. Т. - Техника радиоприема, простые приемники АМ сигналов.

Все материалы добавляются пользователями. При копировании необходимо указывать ссылку на источник.

Как сделать простое радио своими руками

Схема радио специально упрощена для повторения начинающими радио конструкторами и настроена для длительной работы в энергосберегающем режиме без выключения.

Описание схемы работы радиоприемника

Работа схемы простого радиоприемника прямого усиления следующая:

Радио сигнал наведенный на магнитной антенне поступает на вход 2 микросхемы TA7642. Сигнал на микросхеме усиливается, детектируется и подвергается автоматической регулировке усиления.
Питание и съем низкочастотного сигнала осуществляется с вывода 3 микросхемы. Резистор 100 кОм между входом и выходом устанавливает режим работы микросхемы. Микросхема критична к поступающему напряжению. От напряжения питания зависит усиление УВЧ микросхемы, избирательность радиоприема по диапазону и эффективность работы АРУ.
Питание ТА7642 организовано через резистор 470-510 Ом и переменный резистор номиналом 5-10 кОм. При помощи переменного резистора выбирается наилучший режим работы приемника по качеству приема, а также регулируется громкость.
Сигнал низкой частоты с ТА7642 поступает через конденсатор емкостью 0,1 мкФ на базу n-p-n транзистора и усиливается. Резистор и конденсатор в цепи эмиттера и резистор 100 кОм между базой и коллектором устанавливают режим работы транзистора.
Нагрузкой специально в данном варианте выбран выходной трансформатор от лампового телевизора или радиоприемника. Высокоомная первичная обмотка при сохранении приемлемого КПД резко снижает ток потребления приемника. Ток потребления не превысит на максимальной громкости 2 мА.
При отсутствии требований по экономичности можно включить в нагрузку громкоговоритель сопротивлением ~30 Ом, телефоны или громкоговоритель через согласующий трансформатор от транзисторного приемника.
Громкоговоритель в приемнике установлен отдельно. Здесь будет работать правило, чем громкоговоритель больше, тем звук громче, для данной модели использована колонка из широкоформатного кинотеатра :). Питается приемник от одной пальчиковой батарейки 1,5 Вольта. Так как дачный радиоприемник будет эксплуатироваться вдали от мощных радиостанций, предусмотрено включение внешней антенны и заземления. Сигнал с антенны подается через дополнительную катушку намотанную на магнитной антенне.

Конструкция радиоприемника

Корпус, все элементы колебательного контура и регулятор громкости взяты из ранее построенного радиоприемника. Подробности, размеры и шаблон шкалы смотрите здесь. Ввиду простоты схемы печатную плату не разрабатывал. Радио детали спаял на небольшом пятачке макетной платы.

Испытал радиоприемник. На удалении 200 км от ближайшей радиостанции с подключенной внешней антенной принял днем 2-3 станции, а вечером до 10 и более радиостанций. Смотрите видео. Содержание передач вечерних радиостанций стоит изготовления такого приемника.

Контурная катушка намотана на ферритовом стержне диаметром 8 мм и содержит 85 витков, антенная катушка содержит 5-8 витков.

Как указывалось выше, приемник может легко быть повторен начинающим радио конструктором.

Не спешите сразу покупать микросхему TA7642 или ее аналоги K484, ZN414. Я нашел микросхему в радиоприемнике стоимостью 53 рубля ))). Допускаю, что такую микросхему можно найти в каком нибудь сломанном радиоприемнике или плеере с АМ диапазоном.

Видео сборки радиоприёмника

Кроме прямого назначения приемник круглосуточно работает как имитатор присутствия людей в доме.

Понравилась тема? Добавь в избранное! Поделись с друзьями! Есть вопросы? Задавай! Не получается? Спрашивай!

Читайте также: