Гетеродин приемника прямого преобразования: Простой трехдиапазонный приемник прямого преобразования — 3 Марта 2013 — Блог

Простой трехдиапазонный приемник прямого преобразования - 3 Марта 2013 - Блог

 

Простой трехдиапазонный приемник прямого преобразования.

 

ИСТОЧНИК:   Радиоконструктор  №4  2008г. 

 

АВТОР:        Сергей БЕЛЕНЕЦКИЙ (US5MSQ),  г. Луганск

 

 Путь в эфир начинающего радиолюбителя нередко начинается с постройки несложного по схеме и конструкции приемника прямого преобразования (другое название – гетеродинный приемник). Но, как правило, это однодиапазонные конструкции [1,2,3 ]. Реализация многодиапазонных ППП традиционным путем (с переключением контуров гетеродина и входного фильтра многоконтактным галетным или барабанным переключателем[4], или используя сменные платы с контурами [5 ]) приводит не только к существенному усложнению конструкции и налаживания, но и появлению проблем со стабильностью частоты ГПД.

 

 Но есть и другой, более удачный с точки зрения автора, подход. Вспомним, что частоты основных радиолюбительских КВ диапазонов образуют правильную геометрическую прогрессию, такую, что гармоники нижних диапазонов попадают на частоты других, более высокочастотных диапазонов.

Поэтому имеется замечательная возможность применить в многодиапазонном ППП один не переключаемый гетеродин, работающий только на одном диапазоне, и который имеет, как правило, лучшую стабильность частоты, т.к. его монтаж получается компактнее и жестче, а главное - в его контурной цепи отсутствуют переключающие, а значит нестабильные, контакты. 

 

 Структурная схема такого ГПД возможна в двух вариантах – с задающим генератором, работающим на самом высокочастотном диапазоне с последующим делением частоты цифровыми счетчиками (например, такой способ реализован в [6]) или с задающим генератором, работающим на частоте самого низкочастотного диапазона с последующим умножением частоты в буферных каскадах. Последний способ реализован в очень интересной конструкции И.Григорова [7]. Более того, используя свойство ключевого смесителя работать на гармониках частоты гетеродина, можно вообще обойтись без умножения частоты, что и положено в основу конструкции этого приемника. Несмотря на внешнее сходство со схемой[7], предлагаемый вашему вниманию приемник благодаря оптимизации работы смесителя имеет лучшие на порядок чувствительность и ДД, повышенную избирательность по соседнему каналу, меньшие габариты, более экономичен, но при этом проще в изготовлении и налаживании.

В нем нет дефицитных деталей и построить его смогут даже малоопытные радиолюбители.

 

  Основные технические характеристики:

 

  Диапазоны рабочих частот, МГц .....................................................7, 14, 21

  Полоса пропускания приемного тракта (по уровню –6 дБ), Гц ......... 300...2600

  Чувствительность приемного тракта с антенного входа, мкВ, при отношении с/ш 10 дБ,

  не хуже..............................................................................................0,7

  Динамический диапазон по перекрестной модуляции (ДД2), дБ, при 30% АМ 

  и расстройке 50 кГц, не менее ..............................................................75

  Избирательность по соседнему каналу, дБ, при расстройке от частоты 

  несущей на 10 кГц, не менее ...............................................................70

  Ток, потребляемый от внешнего стабилизированного источника питания 

  с напряжением 9В, мА, не более . ........................................................ 10

 

Принципиальная схема приемника приведена на рис.1. Сигнал с антенного разъема подается на регулируемый аттенюатор, выполненный на сдвоенном потенциометре R1. По сравнению с одиночным потенциометром подобное решение обеспечивает бОльшую глубину регулировки ослабления ( более 60дБ) во всем КВ диапазоне, что позволяет обеспечить оптимальную работу приемника практически любой антенной. Далее сигнал через катушку связи L1 поступает на двухконтурный полосовой фильтр (ПДФ) L2C5, L3C10 с емкостной связью через конденсатор С9. Переключение диапазонов производится тумблером SA1, имеющем нейтральное (незамкнутое) положение контактов. В положении контактов, показанном на схеме включен диапазон 21МГц. При переключении на 14МГц к контурам подключаются дополнительные конденсаторы С1,С3 и С6,С14, смещающие резонансные частоты контуров на середину рабочего диапазона. При переключении на диапазон 7МГц к контурам ПДФ подключаются не только конденсаторы С2,С4 и С8,С15, но и дополнительный конденсатор связи С7, что необходимо для получения оптимальной формы АЧХ ПДФ на этом диапазоне.

 

 

 

 

 Нагрузкой ПДФ служит однотактный ключевой смеситель на основе полевого транзистора VT1. Это важный узел, «сердце» приемника, определяющий его основные параметры и заслуживает особого внимания.

 

 В процессе моих экспериментов с ключевыми смесителями ППП было обнаружено [8], что ключевой смеситель гетеродинного приемника, нагруженный по выходу емкостями, со стороны входа работает как узкополосный синхронный фильтр (СФ)[9], с центральной частотой на частоте гетеродина и полосой пропускания равной удвоенной полосе пропускания по ЗЧ. Физические основы этого явления достаточно доступно были изложены в [10]. Обратите внимание, что на частотах верхних КВ диапазонов добротность этого простого СФ достигает совершенно фантастических величин - тысяч и десятков тысяч! Например:

 

  - при полосе по ЗЧ для приема SSB сигнала 2,5кГц – более 4000 (на 21МГц)

  - при полосе по ЗЧ для приема CW сигнала 0,8кГц – более 12000 (на 21МГц).

 

 Более того, ярко выраженная частотная зависимость входного сопротивления ключевого смесителя при высокоомной нагрузке последнего повышает селективность подключенного к нему ПДФ. При этом на пологой АЧХ входного контура (или ПДФ) появляется острый пик шириной, равной удвоенной полосе пропускания по НЧ (в данном случае примерно 5 кГц). Центральная частота этого пика совпадает с частотой настройки гетеродина и перестраивается вместе с ней. При этом эффект повышения добротности контура тем больше, чем выше соотношение нагруженной и конструктивной добротности, и фактически равен этому соотношению (разумеется при достаточно большом сопротивлении нагрузки смесителя гетеродинного приемника, или если угодно, СФ). Для классической системы согласования контура (внесенное сопротивления источника/нагрузки равны) повышение добротности контура не превысит 2раз. Поэтому выгодно уменьшать коэффициент включения источника сигнала - согласованной антенны и применить полное подключение к контуру смесителя, имеющего в свою очередь, высокоомную нагрузку.

При этом внеполосные помехи существенно ослабляются, чувствительность и, соответственно, ДД в виду исключительно малых потерь во входных цепях приемника существенно возрастают. И это дает нам возможность создавать более совершенные приемники на принципе прямого преобразования.

 

 Но вернемся к принципиальной схеме ППП. Для реализации высоких селективных свойств смесителя применено полное подключение к ПДФ, а нагрузка смесителя по сравнению с традиционной повышена в несколько раз – до 5-10кОм. Полевой транзистор VT1, включен в режиме управляемого сопротивления[11]. При малых напряжениях сток-исток, независимо от полярности, канал полевого транзистора ведет себя как обычное сопротивление. Его значение можно менять от нескольких мегоом при запирающем напряжении на затворе до десятков ом при отпирающем. Таким образом, при подаче гетеродинного напряжения через конденсатор С17 на затвор, получится почти идеальный смеситель. Запирающее напряжение на затворе устанавливается автоматически из-за выпрямляющего действия p-n перехода (автосмещение) транзистора VT1.

При этом изменяя амплитуду гетеродинного напряжения, а значит и величину запирающего напряжения на затворе, мы может устанавливать в широких пределах относительную длительность открытого состояния канала, или скважность. При преобразовании на гармониках для выравнивания чувствительности по диапазонам скважность открытого состояния выбрана близкой к 4, что в данной схеме получается автоматически, т.к. преобразователь спроектирован так, что не требует кропотливой работы по подбору напряжения гетеродина. Для этого достаточно лишь выбрать полевой транзистор VT1 с напряжением отсечки, меньшем чем у VT2, не менее, чем в 2 раза.

 

 

 

 

 К достоинствам смесителя относится очень малая мощность, потребляемая от гетеродина, поэтому последний практически не нагружается, что позволило отказаться от буферного каскада и тем самым упростить схему. Развязка входных и гетеродинной цепей однотактного смесителя на полевом транзисторе при его работе на основной частоте ГПД в основном определяется проходной емкостью сток-затвор транзистора, что в общем случае является одним из существенных его недостатков, затрудняющая успешное применение его на ВЧ диапазонах.

В данном случае такой проблемы нет, т.к. только на диапазоне 7МГц смеситель работает на основной частоте ГПД, а на диапазоне 14МГц – на второй гармонике ГПД, а на 21МГц –соответственно на третьей, при этом на верхних диапазонах реально сигналов с такой частотой нет, а имеющийся остаточный сигнал ГПД частотой порядка 7МГц очень эффективно подавляются ПДФ диапазонов 14 и 21МГц. Наименьшее подавление сигнала ГПД будет на 7МГц диапазоне, но и здесь его подавление( на антенном входе) превышает 60дБ – вполне достаточно для нормальной работы приемника.

 

 Гетеродин выполнен по схеме индуктивной трехточки ( схема Хартли) на полевом транзисторе VT2. Контур гетеродина содержит катушку L4 и конденсаторы С11-С13. Конденсатором переменной емкости (КПЕ) С11 частота генерации перестраивается в пределах 6,99-7,18МГц, что соответствует по второй гармонике диапазону 13,98-14,36Мгц, а по третьей - 20,97-21,54МГц. Связь контура с цепью затвора VT2 осуществляется посредством конденсатора С16, на котором, благодаря выпрямляющему действию p-n перехода транзистора VT2, образуется автосмещение, достаточно жестко стабилизирующее амплитуду колебаний.

Так, например, при возрастании амплитуды колебаний запирающее выпрямленное напряжение также увеличивается и усиление транзистора падает, уменьшая коэффициент положительной обратной связи (ПОС). Собственно, ПОС получается при протекании тока транзистора по части витков катушки L4. Отвод к истоку сделан от 1/3 части общего числа витков.

 Основная фильтрация сигнала в ППП осуществляется на низкой частоте фильтром нижних частот (ФНЧ) и потому качество работы приемника во многом определяется селективностью его ФНЧ. Для улучшения помехоустойчивости и селективности приемника на входе УНЧ применен двухзвенный ФНЧ C18L5C19L6C24с частотой среза примерно 2,7кГц, составленный из двух последовательно включенных П-образных LC звеньев. Конденсатор С21 образует дополнительный полюс затухания за полосой среза и тем самым обеспечивает увеличение крутизны спада АЧХ до 40дБ/октаву. В качестве катушек ФНЧ применена магнитофонная ГУ, что позволило исключить из конструкции ППП трудоемкие в изготовлении низкочастотные катушки.

В числе положительных свойств этого решения можно отметить малые габариты фильтра, высокую линейность при больших уровнях сигналов благодаря наличию в магнитопроводе немагнитного зазора (Кг меньше 1% при входном 1Вэфф), малую чувствительность к наводкам благодаря хорошей штатной экранировке. Следует отметить, что лучшее подавление ( на 3 дБ) в двухзвенном ФНЧ получается при перекрестном соединении катушек.

 

 Несмотря на то, что нагрузка ФНЧ (входное сопротивление УЗЧ порядка 5-10кОм ) выбрана существенно больше характеристического сопротивления ФНЧ (что требуется для реализации хороших селективных свойств смесителя) неприятного характерного «звона» сигнала не наблюдается, т.к. в виду небольшой добротности катушек ГУ форма АЧХ ФНЧ имеет лишь небольшой подъем в области верхних звуковых частот, что благоприятно для улучшения разборчивости речи.

 

 УЗЧ приемника двухкаскадный, с непосредственной связью между каскадами. Он собран по типовой схеме на современных малошумящих транзисторах VT3, VT4 с высоким коэффициентом передачи тока.

Благодаря стопроцентной отрицательной обратной связи по постоянному току режимы транзисторов по постоянному току устанавливаются автоматически и мало зависят от колебаний температуры и напряжения питания. Чтобы входное сопротивление УЗЧ мало зависело от разброса параметров транзисторов, сопротивление резистора R6 относительно небольшим (15кОм). Нагрузкой УЗЧ служат высокоомные телефоны ТОН-2 с сопротивлением по постоянному току 4,4кОм, которые включаются непосредственно в коллекторную цепь транзистора VT4(через разъем Х3), при этом через их катушки протекает и переменный ток сигнала и постоянный ток транзистора, что дополнительно подмагничивает телефоны и улучшает их работу. . Конденсатор С27 совместно с индуктивностью последовательно включенных наушников образует резонасный контур с частотой примерно 1,2кГц, но из-за большого активного сопротивления обмоток добротность последнего невысока - полоса пропускания по уровню -6дБ примерно 400-2800Гц, поэтому его влияние на общую АЧХ не очень существенно и носит характер вспомогательной фильтрации и небольшой коррекции АЧХ. Так любителям телеграфа можно выбрать С27=22-33нФ, тем самым мы сместим резонанс вниз на частоты 800-1000Гц. Если сигнал глуховат и для улучшения разборчивости речевого сигнала нужно обеспечить подъем верхних частот, можно взять С27=2,2-4,7нФ, что поднимет резонанс вверх до 1,8-2,5кГц.

 

Конструкция и детали.

  Большинство деталей приемника смонтированы на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита размером 41х99мм, чертеж которой со стороны печатных проводников приведен на рис. 2, а расположение деталей – на рис.3. Плата рассчитана на установку малогабаритных радиодеталей – резисторы С1-4, С2-23, МЛТ-0,062. При применении более крупных резисторов (0,125 или0,25Вт) их следует устанавливать вертикально. Керамические контурные конденсаторы термостабильные КМ, К10-17или аналогичные импортные(дисковые оранжевые с черной точкой или многослойные с термостабильностью МР0). Триммеры CVN6 фирмы BARONS или аналогичные малогабаритные. Конденсаторы С18,С19,С21,С24 желательно выбирать термостабильные - пленочные, металлопленочные например малогабаритные импортные серий МКТ,МКР и аналогичные. Остальные керамические блокировочные и электролитические – любого типа малогабаритные.

 Катушки приемника L1-L4 выполнены на малогабаритных каркасах от контурных катушек ПЧ 10,7Мгц размерами 8х8х11 мм (рис. 4) от широко распространенных недорогих импортных радиоприемников и магнитол. Катушки L2-L4 содержат по 18 витков провода ПЭЛ, ПЭВ диаметром 0,13-0,23мм, отвод у катушки L4 сделан от шестого витка, считая от вывода, соединенного с общим проводом. Катушка связи L1 наматывается поверх нижней части катушки L2 и содержит 3 витка такого же провода. Намотку следует проводить с максимальным натяжением провода, равномерно размещая витки во всех секциях каркаса, после чего катушка плотно фиксируется штатной капроновой гильзой. Весь контур заключен в штатный латунный экран. При необходимости все катушки можно выполнить на любых других, доступных радиолюбителю каркасах, разумеется изменив число витков для получения требуемой индуктивности и, соответственнно, подкорректировав чертеж печатной платы под новый конструктив. Например, для широко распространенных каркасов контуров ПЧ от старых телевизоров диаметром 7,5-8,5мм с подстроечниками СЦР-1 ( М6х10) и прямоугольными ( могут быть и круглыми ) экранами, катушки L2-L4 содержат по 12 витков провода ПЭЛ, ПЭВ диаметром 0,4-0,7мм, намотанных на длине 10мм, при этом отвод у катушки L4 сделан от четвертого витка, считая от вывода, соединенного с общим проводом. Катушка связи L1 наматывается поверх нижней части катушки L2 и содержит 2 витка такого же провода.

 

 В качестве катушек L5, L6 ФНЧ с успехом можно применять любые доступные новые или б/у универсальные головки кассетных стереомагнитофонов отечественного или импортного производства. Их индуктивность, как правило, находится в диапазоне 60-180мГ, что нам вполне подходит, только для сохранения частоты среза ФНЧ надо обратнопропорционально изменить номиналы конденсаторов C18,C19,C21,C24. Это будет легко сделать на слух в процессе первых испытаний приемника в эфире.

 

 КПЕ может быть любым, но обязательно с воздушным диэлектриком, иначе будет трудно получить приемлемую стабильность ГПД. Применение КПЕ с воздушным диэлектриком почти автоматически обеспечит нам весьма высокую стабильность ГПД без принятия специальных мер по термостабилизации. Так, в авторском варианте ГПД (контурный конденсатор С13 КМ-5 группы М47) этот приемник на 21МГц при питании от "Кроны" держит SSB станцию не менее получаса, т.е абсолютная нестабильность (по третьей гармонике) не хуже 150-200Гц! Очень удобны КПЕ от УКВ блоков старых промышленных приемников, которые еще часто встречаются на наших радиорынках. Именно такой применен в авторской конструкции (см.фото). Они имеют встроенный вернер 1:4, что существенно облегчает настройку на SSB станцию. Включив параллельно обе секции, получим емкость примерно 8-34пФ.Растягивающие кондесаторы С12,С13 служат для точной укладки диапазонов и их величина выбирается в зависимости от имеющегося в наличии КПЕ. Расчетные значения растягивающих конденсаторов для наиболее распространенных КПЕ приведены в табл.1.

 

С11, пФ

С12, пФ

С13, пФ

8-34

> 10000 или заменить 
перемычкой

470

9-270

750

1300

9-360

680

1600

12-495

680

1800

 Головные телефоны электромагнитные, обязательно высокоомные (с катушками электромагнитов индуктивностью примерно 0,5Гн и сопротивлением по­стоянному току 1500...2200 Ом), например, типа ТОН-1, ТОН-2, ТОН-2м, ТА-4, ТА-56м. При согласно-последовательном включении , т.е "+"одного соединен с"- "другого, имеют общее сопротивление по постоянному току 3,2-4,4 кОм, по переменному примерно 10-12кОм на частоте 1кГц. Вилка включения телефонов заменяется стандартным трех- или пятиштырьковым разъемом от звукозаписывающей бытовой аппаратуры (СГ-3,СГ-5 или аналогичные импортные) – на схеме XS3. Между выводами 2 и 3штыревой части разъема устанавливают перемычку, которая служит для подключения батареи питания GB1. При отсоединении телефонов питание приемника будет отключаться автоматически. Плюсовый провод телефонов соединяется с выводом 2 разема, что обеспечит сложение магнитных потоков, создаваемых током подмагничивания и постоянными магнитами телефонов.[2]

 

 Разъем ХS3 предназначен для подключения зарядного устройства или, в случае отсутствия встроенного аккумулятора, внешнего блока питания. Блок питания годится любой промышленного изготовления или самодельный, обеспечивающий стабилизированное напряжение +9…12В при токе не менее 12-15 ма. Для автономного питания можно применять любые батарейки или аккумуляторы, размещенные в специальном контейнере. Например, очень удобен малогабаритный аккумулятор на 8,4В размером с "Крону" и емкостью 200мА/час, которого хватает практически на сутки непрерывной работы приемника.

 

 В смесителе хорошо работают современные полевые транзисторы с p-n переходом, с минимальной проходной емкостью и малым напряжением отсечки – BF245A, J(U)309, КП307А,Б,КП303А,Б,И. В гетеродине можно применить любые современные полевые транзисторы с p-n переходом и напряжением отсечки не менее 3,5-4В BF245C.J(U)310, КП307Г, КП303Г,Д,Е, КП302Б,В и т.п.

 

 В качестве VT3,VT4 применимы любые кремниевые с коэффициентом передачи тока на менее 100, желательно малошумящие, например отечественные КТ3102Д,Е или широко распространенные недорогие импортные 2N3904, BC547-549, 2SC1815 и т.п.

 

 Внешний вид приемника приведен на рис.5, а вид на внутренний монтаж – на рис.6. Конструкция шкального механизма видна на фото. В верхней части передней панели вырезано прямоугольное окно шкалы, сзади которого на расстоянии 1мм закреплен винтами М1,5 длиной 15мм подшкальник. На эти же винты насажены промежуточные капроновые ролики диаметром 4мм, обеспечивающие необходимый ход тросика. Диск верньера применен стандартный, диаметром 13мм от блоков УКВ старых приемников. Шкала линейная, с отображением всех трех диапазонов. Ось, на котором закреплена ручка настройки, использована от переменного резистора типа . От этого же резистора использованы элементы крепления оси на передней панели (см.рис.7). На оси следует сделать небольшую проточку (полукруглым надфилем, зажав в патрон электродрели ось), в которую укладывают тросик (два витка вокруг оси).

 

 Стрелка шкалы – отрезок провода ПЭВ диаметром 0,55мм.

 

 

 Налаживание.

  Правильно смонтированный приемник с исправными деталями начинает работать, как правило, при первом же включении. Проверить общую работоспособность основных узлов приемника можно при помощи обычного мультиметра. Сначала, включив мультиметр в режиме измерения тока в разрыв цепи питания, проверяем, что потребляемый ток не превышает 12-15мА, в наушниках должны негромко прослушиваться собственные шумы приемника. Далее, переключив мультиметр в режим измерения постоянного напряжения, измеряем напряжение на эмиттере VT4 составляет примерно 0,5В. При исправном УЗЧ прикосновение руки к его входным цепям должно вызывать появление в динамике громкого, рычащего звука. О работоспособности гетеродина свидетельствует наличие на затворах VT1, VT2 отрицательного напряжения автосмещения порядка нескольких вольт.

 

 Настройка приемника проста и сводится к укладке частоты гетеродина на диапазоне 7МГц и настройке входных контуров ПДФ по максимуму сигнала. Удобно это делать при помощи генератора стандартных сигналов(ГСС). Переключаем приемник на диапазон 7МГц. ГСС настраиваем на частоту 6,98 МГц и, установив уровень его выходного сигнала порядка 30-100мВ, подключаем его к антенному гнезду приемника. Ротор КПЕ переводим в положение максимальной емкости. Установив переключатель диапазонов в положение 7МГц, вращением сердечника катушки L4 добиваемся прослушивания сигнала ГСС. Если это не удается, корректируем емкость кондесатора С14. Перестроив приемник на верхний конец диапазона, убеждаемся, что верхняя частота приема не менее, чем 7,18Мгц. При необходимости добиваемся этого подбором емкости конденсатора С13. После проведенных изменений , процедуру установки начала диапазона надо повторить.

 

 Теперь можно приступать к градуировке механической шкалы. Ее градуируют на диапазоне 7МГц с помощью ГСС с интервалом 1,2 или 5кГц – в зависимости от линейных размеров самой шкалы. Поскольку ГПД у нас не переключаемый, разметка шкалы, сделанная на диапазоне 7МГц, справедлива и для верхних диапазонов, разумеется с учетом множителя 2 и 3. Авторский вариант разметки шкалы приведен на рис.5.

 

 Настройку контуров ДПФ следует начинать с диапазона 21Мгц. Подключив к выходу приемника индикатор уровня выходного сигнала (миливольтметр переменного тока, осцилограф, а то и просто мультиметр в режиме измерения напряжения постоянного тока к выводам конденсатора С42) устанавливаем частоту ГСС на середину диапазона, т.е. 21,22МГц. Настроившись приемником на сигнал ГСС поочередным вращением сердечников катушек L2,L3 добиваемся максимального уровня сигнала(максимальной громкости приема). По мере роста громкости следует при помощи плавного аттенюатора R1 поддерживать уровень сигнала на выходе УНЧ примерно 0,3-0,5В.Если при вращении сердечника после достижения максимума наблюдается снижение шумов, это свидетельствует что входной контур у нас настроен правильно, возвращаем сердечник в положение максимума и можем приступать к следующему диапазону. Если вращением сердечника( в обе стороны) не получается зафиксировать четкий максимум, т.е сигнал продолжает расти, то наш контур неправильно настроен и понадобится подбор конденсатора. Так если сигнал продолжает увеличиваться при полном выкручивании сердечника, емкость конденсатора контура С5(или С11) надо немного уменьшить , как правило(если катушка выполнена правильно) достаточно поставить следующий ближайший номинал. И опять проверяем возможность настройки входного контура в резонанс. И наоборот, если сигнал продолжает уменьшаться при полном вкручивании сердечника, емкость конденсатора контура С5(или С11) надо увеличить. Аналогичным образом настраиваем контура ПДФ диапазонов 14Мц и 7МГц, установив частоту ГСС 14,18 и 7,05Мгц соответственно, но только регулировкой триммеров ( сердечники катушек L2,L3 при этом уже не трогаем).

 

 Укладку диапазонов и градуировку шкалы можно провести и без ГСС[12], но нам понадобится контрольный приемник, в качестве которого можно применить любой исправный приемник (связной или радиовещательный), имеющий хотя бы один широкий или несколько растянутых КВ диапазонов – не критично. Наиболее близким к любительским диапазонам является радиовещательный 41м диапазон, который в реальных приемниках как правило охватывает и частоты ниже 7100кГц, по крайней мере до 7000кГц.

 

 Разумеется, проще всего проводить калибровку при помощи связного приемника (особенно с цифровой шкалой) или переделанного ( со встроенным детектором смесительного типа) радиовещательного АМ. Если у вас нет такого, а просто обычный АМ приемник – можно конечно попробовать ловить на слух присутсвие мощной несущей, как рекомендуется в некоторых описаниях, но, откровенно говоря, это занятие не для слабонервных - затруднительно сделать даже при поиске основной частоты ГПД, не говоря уже о гармониках. Поэтому не будем мучаться - если контрольный приемник любит АМ, давайте сделаем ему АМ! Для этого (см.рис.1) соединим выход УНЧ( коллектор VT4) с его входом(базаVT3) при помощи вспомогательного конденсатора емкостью 10-22нФ ( не критично), тем самым превратим наш УНЧ в генератор НЧ, а смеситель теперь будет выполнять ( и довольно эффективно!) функции модулятора АМ с той же частотой, которую слышим в телефонах. Теперь поиск частоты генерации ГПД весьма облегчится не только на основной частоте ГПД но и на её гармониках. Я это проверил экспериментально, сделав в начале поиск основной частоты (7МГц) и ее второй гармоники (14МГц) в режиме связного приемника, а потом в режиме АМ. Громкость сигнала и удобство поиска практически одинаковы, единственное отличие – в режиме АМ из-за широкой полосы модуляции и полосы пропускания УПЧ точность определения частоты немного ниже (2-3%), но это не очень критично, т.к. если нет цифровой шкалы, общая погрешность измерения частоты будет определяться точностью механической шкалы контрольного приемника, а здесь погрешность существенно выше ( до 5-10%), потому и предусматриваем при расчете ГПД диапазон перестройки ГПД с некоторым запасом.

 

 Сама метода измерения проста. Переключаем приемник на диапазон 7МГц. Подключаем один конец небольшого куска провода, например один из щупов от мультиметра, к гнезду внешней антенны XW1 настраиваемого приемника, а второй конец - к гнезду внешней антенны контрольного приемника или просто располагаем рядом с его входной цепью (телескопической антенной) . Поставив ручку КПЕ ГПД в положение максимальной емкости ручкой настройки приемника ищем громкий тональный сигнал, и по шкале приемника определяем частоту. если шкала приемника отградуирована в метрах радиоволны, то для пересчета в частоту в МГц используем простейшую формулу F=300/L( длина волны в метрах).

 

 Далее, подключив к приемнику антенну длиной не менее 5м (желательно наружную) приступаем к настройке контуров ДПФ по максимуму шумов и сигналов эфира по методике, описанной выше.

 

 Литература.

 

 -Поляков В. Приемник прямого преобразования. — Радио, 1977, №11, с.24.

 -Поляков В. Простой радиоприемник коротковолновика-наблюдателя. — Радио, 2003, №1 с.58-60,№2 с.58-59

 -Поляков В. Радиолюбителям о технике прямого преобразования. ― М.: Патриот, 1990

 -Зирюкин Ю. Приемник прямого преобразования. —РадиоЛюбитель №7, 1995 г

 -Степанов Б.,Шульгин Г. Всеволновый КВ приемник «Радио-87ВПП» — Радио, 1987г. №2, с.19, №3, с.17

 -Беленецкий С. Однополосный гетеродинный приемник с большим динамическим диапазоном. — Радио, 2005г. №10, с.61-64, №11, с.68-71.

 -Григоров И. Простой приемник наблюдателя. —Радиоконструктор, 1999г,№12,с.12-13

 -Морозов В. Узкополосный синхронный фильтр. Радио, 1972, №11, с.53-54

 -Погосов А. Модуляторы и детекторы на полевых транзисторах. — Радио, 1981, №10 с.19

 

 

 

 

 

 

Приемник прямого преобразования («Радио», 1977, № 11, с. 53—55)

john 26 июня, 2012 - 00:57

В. ПОЛЯКОВ (RA3AAE) 

Приемники прямого преобразования в последние годы завоевывают у радиолюбителей все большую популярность. Это объясняется их простотой при относительно высоких параметрах. Однако есть у этих приемников и недостатки, наиболее существенными из которых являются детектирование мощных AM сигналов и «пролезание» в антенну сигнала собственного гетеродина.

Оба недостатка практически устраняются при использовании в приемнике смесительного каскада на нелинейных элементах с «кубической» характеристикой, предложенного В. Поляковым (см. «Радио», 1976, № 12, с. 18, 19). Достоинства этого смесителя в том, что он, во-первых, не детектирует AM сигналов, а во-вторых, требует применения гетеродина с частотой, вдвое меньшей частоты принимаемого сигнала. Последнее означает, что «пролезание» сигнала гетеродина в антенну будет сведено к минимуму, так как его частота существенно отличается от частоты, на которую настроен входной контур.
В публикуемой статье В. Поляков предлагает нашим читателям описание приемника со смесителем нового типа. Приемник настолько прост, что его повторение доступно любому начинающему радиолюбителю.

Принципиальная схема приемника для работы в диапазоне 80 м приведена на рис. 1.

  

Сигнал из антенны через конденсатор связи С1 поступает на входной контур L1C2C3C4 и далее на смеситель, выполненный на двух включенных встречно-параллельно кремниевых диодах V1, V2 Нагрузкой смесителя служит П-образный фильтр нижних частот L3C10C11 с частотой среза 3 кГц. Напряжение гетеродина подается на смеситель через первый конденсатор фильтра С10.

Гетеродин приемника собран по схеме с емкостной обратной связью на транзисторе V5. Катушка контура гетеродина включена в коллекторную цепь. Гетеродин и входной контур перестраиваются по диапазону одновременно сдвоенным блоком конденсаторов переменной емкости СЗ, С6, причем частота настройки гетеродина (1,75—1,9 МГц) вдвое ниже частоты настройки входного контура.

Усилитель НЧ выполнен по схеме с непосредственной связью между каскадами на транзисторах V3, V4. Нагрузкой усилителя служат высокоомные телефоны с сопротивлением постоянному току 4 кОм, например, ТА-4.

Приемник может питаться от любого источника напряжением 12 В, потребляемый ток — около 4 мА.

Катушки приемника L1 и L2 намотаны на каркасах диаметром 6 мм и подстраиваются сердечниками из феррита 600НН диаметром 2,7 и длиной 10—12 мм (можно использовать широко распространенные унифицированные каркасы от катушек радиовещательных приемников). Намотка — виток к витку. L1 содержит 14 витков провода ПЭЛШО 0,15, L2 —32 витка провода ПЭЛШО 0,1. Отводы у обоих катушек — от 4-го витка, считая от заземленного вывода.

Катушка фильтра L3 индуктивностью 100 мГ намотана на магнитопроводе К18x8x5 из феррита 2000НН и содержит 250 витков провода ПЭЛШО 0,1—0,15. Можно применить магнитопровод К10Х7Х5 из того же феррита, увеличив число витков до 300, либо К18Х8Х5 из феррита 1500НМ или З000НМ (в этом случае обмотка должна состоять из 290 и 200 витков соответственно). В крайнем случае, при отсутствии ферритовых магнитопроводов, катушку фильтра можно заменить резистором сопротивлением 1 —1,3 кОм. Избирательность и чувствительность приемника при этом несколько ухудшатся.

Блок переменных конденсаторов использован от приемника «Спидола». Можно применить и другой блок, но обязательно с воздушным диэлектриком. Для облегчения настройки на SSB станции желательно оснастить блок хотя бы простейшим верньером.

В гетеродине приемника хорошо работают транзисторы КТ315 и КТ312 с любым буквенным индексом. Для усилителя НЧ пригодны практически любые низкочастотные р-п-р транзисторы. Желательно, однако, чтобы V3 был малошумящим (П27А, П28, МП39Б), а коэффициент передачи тока обоих транзисторов был не ниже 50— 60. Конденсаторы С2, С4, С5, С7 — КСО или керамические. Остальные детали могут быть любых типов.

Шасси приемника состоит из передней панели размерами 180X80 мм и двух боковых планок длиной по ПО и высотой 20 мм, привинченных по бокам передней панели в нижней ее части. Все эти детали выполнены из дюралюминия. К планкам крепится монтажная плата размерами 180X55 мм из фольгированного гетинакса. Расположение деталей показано на рис. 2. 

  

 Эскиз печатной платы не приводится, так как расположение проводников зависит от размеров использованных деталей. Печатный монтаж не обязателен. Если плата изготовлена из не-фольгированного материала, вдоль нее следует проложить несколько «земляных» шин. Чем больше площадь «земляных» проводников, тем лучше экранировка деталей от внешних и внутренних наводок.

Налаживание приемника начинают с проверки режимов транзисторов по постоянному току. Напряжение на коллекторе транзистора V3 должно составлять 7-9 В. Если оно отличается от указанного, подбирают резистор R3. 

Напряжение на эмиттере транзистора V5 должно быть равно 6-8 В. Его регулируют подбором сопротивления резистора R1.

Затем следует убедиться в наличии генерации, замыкая выводы катушки L2. Уровень шума в телефонах должен при этом несколько уменьшаться из-за уменьшения шумов смесителя.

Подсоединив антенну, принимают какую-либо станцию и подбирают положение отвода катушки L2 (в пределах ±1-2 витков) по наибольшей громкости приема.

От тщательности выполнения этой операции зависит чувствительность приемника. Диапазон настройки устанавливают сердечником катушки L2 с помощью ГСС или прослушивая сигналы любительских станций. В последнюю очередь настраивают входной контур вращением сердечника катушки L1 по, наибольшей громкости приема. Связь с антенной устанавливают конденсатором С1 такой, чтобы большинство станций прослушивалось со средней громкостью. Это избавит от необходимости иметь специальный регулятор громкости в приемнике. Правильно налаженный приемник имеет коэффициент усиления, измеренный как отношение звукового напряжения на телефонах к высокочастотному напряжению на клемме антенны, около 15 тысяч.

В эту величину входят коэффициенты передачи входной цепи, смесителя и усиления усилителя НЧ. Напряжение собственных шумов приемника, приведенное к клемме антенны, не превышает 1 мкВ. Телеграфный сигнал величиной 1,5-2 мкВ уже хорошо разбирается в телефонах. Шум эфира при использовании антенны длиной всего несколько метров намного превосходит собственные шумы приемника. Одна* ко для получения достаточной громкости приема желательно, чтобы длина антенны была не менее 15-20 м.

Избирательность приемника по соседнему каналу определяется фильтром нижних частот L3C10C11 и составляет 35 дБ при расстройке ±10 кГц. Лучшую избирательность может дать двухзвенный фильтр. Была измерена также реальная избирательность приемника. Мешающий AM сигнал с коэффициентом модуляции 30%, расстройкой ±50 кГц и амплитудой 0,1 В создает на выходе приемника такое же напряжение, как и полезный сигнал амплитудой 10 мкВ.
Побочные каналы приема имеются, как и в любом приемнике прямого преобразования, на частотах гармоник сигнала, т. е. 7; 10,5; 14 МГц и т. д. Однако они подавляются не менее чем на 50 дБ. Улучшить подавление можно, увеличив добротность входного контура или применив двухконтурный входной фильтр.

г. Москва

СЛОВАРИК к СТАТЬЕ

Прямое преобразование — принцип приема радиосигналов, сходный с супергетеродинным. Он отличается тем, что после преобразования получается не сигнал относительно высокой промежуточной частоты, а непосредственно низкочастотный сигнал. Необходимая полоса частот выделяется фильтром НЧ.
Достоинства приемника прямого преобразования — его простота при достаточно высоких чувствительности (она определяется усилением усилителя НЧ, которое
можно сделать весьма высоким) и избирательности (она зависит от крутизны спадов фильтра НЧ), а также отсутствие высокочастотного зеркального канала и комбинационных помех, что свойственно супергетеродинным приемникам.
Недостатки приемника прямого преобразования — наличие низкочастотного зеркального канала приема, чувствительность к наводкам фона переменного тока, склонность к неустойчивой работе из-за высокого коэффициента усиления по низкой частоте, «пролезание» сигнала гетеродина в антенну, возможность детектирования сильных AM сигналов от местных радиостанций.

РАДИО N11, 1977 г.

Радиоприёмник прямого преобразования — Википедия. Что такое Радиоприёмник прямого преобразования

Радиоприёмник прямого преобразования, также называемый гомодинным или гетеродинным — радиоприёмник, в котором радиосигнал непосредственно преобразуется в сигнал звуковой частоты с помощью маломощного генератора (гетеродина), частота которого равна (почти равна) или кратна частоте принимаемого сигнала. По сходству принципа действия такой приёмник иногда называют супергетеродином с нулевой промежуточной частотой.

История

Первые приёмники прямого преобразования появились на заре радио, когда ещё не было радиоламп, связи проводились на длинных и сверхдлинных волнах, передатчики были искровыми и дуговыми, а приёмники, даже связные — детекторными.

Было замечено, что чувствительность детекторного приёмника к слабым сигналам существенно возрастает, если с приёмником был связан собственный маломощный генератор, работающий на частоте близкой к частоте принимаемого сигнала. При приёме телеграфного сигнала были слышны биения со звуковой частотой, равной разности частоты гетеродина и частоты сигнала. Первыми гетеродинами служили машинные электрогенераторы, потом их заменили генераторы на вакуумных лампах.

К 1940-м годам приёмники прямого преобразования были вытеснены приёмниками прямого усиления с регенеративным детектором и супергетеродинами. Обуславливалось это тем, что основное усиление и селекция приёмника прямого преобразования осуществлялось на низкой частоте. Построить на лампах усилитель НЧ с высокой чувствительностью и малым коэффициентом шума затруднительно. Возрождение приёмников прямого преобразования началось в 60-х годах с применением новой элементной базы -операционных усилителей, транзисторов. Стало возможным применение высокодобротных активных фильтров на операционных усилителях. Оказалось что при сравнительной простоте приёмники прямого преобразования показывают характеристики, сравнимые с супергетеродинами. Кроме того, так как частота гетеродина приёмников прямого преобразования может быть в два раза ниже частоты сигнала (при определенных типах смесителя), их удобно применять для приёма сигналов КВЧ и СВЧ. Особый интерес приёмники прямого преобразования вызвали среди радиолюбителей-коротковолновиков, так как этот принцип позволяет даже начинающему с минимальными затратами времени и средств построить приёмник, пригодный для работы в эфире. В СССР основная заслуга в повторной популяризации техники прямого преобразования принадлежит В. Т. Полякову. С момента первых его публикаций по этой теме (первая половина 1970-х гг.) приёмник прямого преобразования на трех-пяти транзисторах стал типичной первой конструкцией начинающего коротковолновика.

Достоинства и недостатки

Ключевой недостаток, он же ключевое достоинство этого вида приёмников — близость зеркального канала приёма к принимаемому каналу. Практически это соседние каналы, и отфильтровать зеркальный канал приёма на низкой частоте достаточно сложно. В ряде применений зеркальный канал фильтровать не нужно вовсе, поскольку он почти гарантированно свободен. Такая ситуация наблюдается в УКВ радиовещании, когда при лицензировании частот соседний канал рядом с мощной радиостанцией стараются оставить пустым. Поэтому приёмники прямого преобразования для УКВ можно вообще не снабжать входным фильтром, а все остальное легко укладывается в одну микросхему без навесных элементов. Именно такие очень дешевые и миниатюрные приемники сейчас встраивают в электронные гаджеты типа сотовых телефонов.

В случае применения приёмника прямого преобразования на КВ, например, для любительской радиосвязи, двухполосный приём становится серьёзным недостатком, так как на узких любительских диапазонах очень много помех от соседних станций. Подавить нежелательный канал приёма можно, используя фазокомпенсационный метод. Однако при этом приёмник сразу лишается своего важнейшего преимущества — простоты устройства и регулировки.

Ссылки

Литература

  • Поляков В. Т. Радиолюбителям о технике прямого преобразования. — М.: Патриот, 1990. — 264 с.
  • Поляков В. Т. Трансиверы прямого преобразования. — М.: ДОСААФ, 1984.
  • Поляков В. Т. Приёмники прямого преобразования для любительской связи. — М.: ДОСААФ, 1981.
  • Поляков В. Т. Приёмник прямого преобразования.//«Радио», 1977, № 11, с. 53—55
  • Поляков В. Т. Смеситель приёмника прямого преобразования.//«Радио», 1976, № 12, с. 18-19
  • Поляков В. Т. SSB приёмник прямого преобразования.//Радио, 1974, № 10, с. 22
  • Поляков В. Т. Приёмник прямого преобразования на 28 Мгц.//Радио, 1973, № 7, с. 15

См. также

Что такое локальный осциллятор?

Локальный генератор - это устройство, которое генерирует синусоидальный сигнал с такой частотой, что приемник может генерировать правильную результирующую частоту или промежуточную частоту (IF) для дальнейшего усиления и преобразования в обнаружение звука. В супергетеродинном приемнике с одинарным преобразованием имеется один гетеродин, в котором гетеродинирование или микширование используются для генерации частот биений, которые могут быть суммой или разностью двух частот.Как правило, гетеродин регулируется в соответствии с увеличением или уменьшением частоты приемника. Например, если приемник настроен на 1455 килогерц (кГц) в качестве радиочастотного входа (RF-in), частота гетеродина (LOF) может быть установлена ​​на 1910 кГц для так называемой инжекции на стороне высокого напряжения. Два сигнала подаются на электронное устройство, известное как смеситель, которое определяет LOF - RF-in = IF или 455 кГц, что позволяет предположить, почему радиовещательные приемники с амплитудной модуляцией (AM) имеют около четырех каскадов маломощных усилителей, настраиваемых на 455 кГц. .

Женщина, держащая диск

Самый распространенный способ добавить сообщение на несущую радиочастоты - это процесс, называемый AM, при котором средняя пиковая амплитуда несущей делается пропорциональной сообщению.Когда генерируется несущая радиочастоты, вторичная обмотка звукового трансформатора, включенная последовательно с током несущей, создает AM, когда сообщение или модуляция подается на первичную обмотку. Приемник прямого преобразования использует гетеродин, настроенный на входящую радиочастоту. Используя гомодинное обнаружение, входной сигнал LOF и вход RF смешиваются, создавая выходной сигнал с фильтром нижних частот, который является сообщением в AM. С другой стороны, есть конструкции приемников, которые требуют двойного преобразования и используют два гетеродина и две промежуточные частоты.

Радиовещательные приемники с частотной модуляцией (FM) могут использовать обнаружение фазовой автоподстройки частоты для преобразования FM обратно в звук. Сообщение пропорционально мгновенному отклонению FM-сигнала от несущей частоты покоя, таким образом, контур фазовой автоподстройки частоты, который поддерживает синхронизацию с FM-сигналом, будет генерировать управляющее напряжение с составляющей переменного тока (AC), пропорциональной сообщению; это обнаружение фазовой автоподстройки частоты.При гетеродинном обнаружении гетеродинный генератор может быть настроен на немного другую частоту, например, на 1 кГц выше или ниже входящей радиочастоты. Результатом является звук с частотой 1 кГц на выходе детектора, который может управлять гарнитурой или динамиком для декодирования кода Морзе, преобразования отдельных букв в серию коротких и длинных пакетов сигналов.

SM 5 BSZ - компьютерное радио Linux.Оптимизированный приемник прямого преобразования для 144 МГц с использованием стандартных смесителей на диодах Шоттки.

Усилитель на рис. 2 не является сложным и критичным. Основная идея - добавить предусилитель низкого уровня с биполярный транзистор с большим током при невысокой стоимости малошумящий операционный усилитель. Обратите внимание, что важно использовать фильтр для предотвращения RF или LO дотянуться до транзистора. Смотри ниже.

Вторая ступень дает коэффициент усиления по напряжению 3,51, что примерно такое усиление, которое можно использовать от RC4136 без каких-либо шумов на выход, обнаруживаемый платой Delta44 в режиме высокого уровня (ossmix + 4DB)

Второй каскад - обычный инвертирующий усилитель, но входной резистор разделен на две половины, чтобы получить точку, в которой может быть добавлен режекторный фильтр LC.Этот режекторный фильтр дает очень высокое затухание на частоте 52 кГц, в то время как это вообще не влияет на частоты ниже 48 кГц. Дополнительный режекторный фильтр расширяет полезный частотный диапазон от примерно от 89 до 92 кГц и в этом нет необходимости. Напряжение B +, половина напряжения питания, является общим для всех 4 канала, I и Q для двух антенн.

Первый каскад, состоящий из биполярного транзистора и Секция RC4136 имеет коэффициент усиления по напряжению 1036/36 = 28,8 раз. Напряжение A + является общим для всех 4 усилителей.Значения компонентов на схематической диаграмме предназначены для напряжение питания в диапазоне от 12 до 20 вольт, чтобы обеспечить напряжение на коллекторе от 2 до 3 вольт.

Напряжение A + и резистор коллектора, 3,3 кОм в принципиальная схема установить напряжение и ток входа транзистор и может быть оптимизирован для получения минимального коэффициента шума.

Резистор 300 кОм, возвращающий выходное постоянное напряжение. к базе транзистора должен быть выбран, чтобы выходное напряжение постоянного тока ровно в два раза меньше напряжения питания.(Заменить, если заменен A + или коллекторный резистор) Возможны более умные способы создания обратной связи по постоянному току. Избегайте необходимости регулировки, но это просто. В моих 4 усилителях номиналы резисторов колеблются от 270 до 330 кОм.

По обратной связи на эмиттере входное сопротивление этого усилителя в приоритете. Если оставить вход открытым, уровень шума будет повышаться. Этот усилитель разработан для использования со смесителем на диодах Шоттки. подключен к IN, чтобы база увидела низкий импеданс, а затем транзистор будет производить очень мало шума.

Транзистор может быть любым из BC489A, BFX34 или BUY49S. Типичные малошумящие аудиотранзисторы, такие как BC109 или BCY59 дают гораздо больше шума. Они рассчитаны на меньшие токи и дают хорошие шумовые характеристики при более высоком импедансе. Наверное, любой транзистор номиналом около 1А с переходом частота выше 120 МГц будет работать хорошо.

Компенсационные конденсаторы 47 пФ не должны быть больше требуется для стабильной работы. При значениях компонентов на рис.1 усилитель соответствует Delta44 Плата A / D и не ухудшает гармонических искажений системы. Вторая гармоника ниже -100 дБ при полном уровне выходного сигнала и выше заказы намного ниже.

Аудиоусилитель, представленный здесь, увеличивает минимальный уровень шума аудиоплаты Delta44 на 1 дБ. Обмен 1 дБ запаса между минимальным уровнем шума и насыщением для более низкий уровень сигнала на выходе из микшеров на 40 дБ является разумным компромисс.

Выбор типа смесителя для наивысшего динамического диапазона без зазоров
Смеситель низкого уровня, такой как SBL-1 или TUF-1, насыщается на входе уровень 1 дБм или 0.71 вольт P-P. При нагрузке 50 Ом выходной уровень на 9 дБ ниже, Ослабление 8 дБ и компрессия 1 дБ или 0,25 В P-P.

Микшер высокого уровня, такой как RAY-1, насыщает на 14 дБ выше и требует на 14 дБ больше мощности гетеродина. Очевидно, что микшеры низкого уровня будут производить гармонические искажения и интермодуляции, когда они доставляют 100 милливольт P-P, необходимое для насыщения платы Delta44 поскольку этот уровень всего на 8 дБ ниже компрессии на 1 дБ точка. По этой причине было бы естественно выбрать высокий уровень Смеситель.Использование RAY-1 дает хорошую интермодуляцию и гармонические свойства смесителя, совместимые с производительность самой Delta44.

Смеситель не только смешивает гетеродин с РЧ-сигналом. Он также смешивает несущую гетеродина с шумовыми боковыми полосами, которые окружить носитель. Использование RAY-1 без значительного снижения минимального уровня шума, особенно на низких частотах не совместим с нормальные гетеродины. IC202 выдает относительно чистый сигнал, но он далеко не достаточно хорош, чтобы использовать вместе как гетеродин миксером РАЙ-1.Ухудшение, вызванное шумовыми боковыми полосами IC202 как следует:

Ухудшение частоты
  40 кГц 6 дБ
  10 кГц 10 дБ
   4 кГц 20 дБ
   1 кГц 30 дБ
 

Для использования этой конфигурации IC202 для LO и RAY-1 смеситель нужно добавить 30 дБ усиления RF, чтобы преодолеть шум 1 кГц от центра диапазона. Чтобы не терять динамический диапазон в Delta44, тогда необходимо уменьшить усиление аудиоусилителя на 30дБ Тогда RAY-1 будет насыщен до Delta44.Для использования с микшерами высокого уровня в приемнике прямого преобразования требуется гораздо лучший гетеродин, чем IC202.

При использовании низкоуровневого микшера с мощностью гетеродина на 14 дБ ниже, низкочастотный шум от генератора, смешивающийся с боковыми полосами гетеродина на 28 дБ, что означает, что IC202 достаточно хорош для использования как гетеродин. Гармонические искажения смесителя являются преобладающей нелинейностью, сигнал, который почти насыщает Delta44, производит обертоны, которые примерно на 60 дБ ниже основной гармоники, если микшер НЕ загружен на 50 Ом.Фильтр рис. 2, за которым следует усилитель на рис. загрузите смеситель, а это значит, что выходное напряжение в два раза больше высокий по сравнению с нагрузкой 50 Ом. Оставление микшера без нагрузки означает, что входной сигнал может быть уменьшается на 6 дБ для того же выходного напряжения, но выход составляет 330 милливольт, что дает лучший запас между насыщенность и уровень, дающий полный сигнал для Delta44.

Во всех текстах, которые я видел об использовании смесителей на диодах Шоттки. заявлено, что микшер должен иметь оконечную нагрузку 50 Ом.Когда частота ПЧ низкая, от 0 до 45 кГц, это неверно. То же самое, вероятно, и для нормальных частот ПЧ. например, 10,7 МГц, если объединенная производительность микшера и усилитель, следующий за ним считается. Нагрузка усилителя ПЧ выходным сопротивлением смесителя только снижает уровень шума, потому что уровень шума усилителя увеличится намного меньше, чем 6 дБ при удалении нагрузки на 50 Ом. При сравнении интермодуляционных свойств сигналов при определенный уровень выше минимального уровня шума ненагруженного смесителя дает лучшую производительность, чем загруженный.Если усилитель ПЧ использует обратную связь без шума, чтобы представить На микшере с нагрузкой 50 Ом ситуация может быть иная. Это возможно на обычных частотах ПЧ, но не в прямом конверсионное радио.

Фильтры должны защищать аудиоусилитель от радиочастотных сигналов
Пиковое напряжение на выходе смесителя составляет 100 милливольт. для самого сильного допустимого внутриполосного сигнала. Тогда выходная амплитуда составляет около 10 вольт от пика до пика, что примерно соответствует уровню, необходимому для насыщения платы Delta44.Смеситель широкополосный и, конечно, будет производить то же самое. уровень независимо от частотного разноса между гетеродин и радиочастотный сигнал. Аудиоусилитель не может обеспечить выход P-P 10 вольт при высокие частоты. Уже на 75 кГц второй каскад усилителя на рис.2 ограничивает амплитуда из-за неадекватной скорости нарастания RC4136. В этом отношении AD797 намного лучше, он идет до около 300 кГц.

Первый каскад усилителя на рисунке 2 работает вплоть до 150 кГц, потому что это не требуется как высокое выходное напряжение.Компенсационные конденсаторы замедляют его, но в три раза более низкая выходная амплитуда снижает требования к скорости нарастания напряжения.

Полоса пропускания малого сигнала первого каскада усилителя Инжир. 2 составляет 2 МГц. На этой частоте первая ступень может доставить только около 100 милливольт P-P соответствует только 3,5 милливольт на входе. Абсолютно необходимо защитить сигналы от 1 до 2 МГц. вдали от центральной частоты от аудиоусилителя для предотвращения сильной интермодуляции между сигналами, которые составляют всего несколько милливольт на выходе смесителя.

В описанном здесь приемнике 144 МГц центральная частота фиксирована. около 144,100 МГц. Если фильтры не используются, серьезные проблемы могут возникнуть из-за сильного FM-сигналы в диапазоне от 145 до 146 МГц, которые будут смешиваться с каждым другой в первом каскаде аудиоусилителя, который нелинейный уже на 30дБ ниже допустимых в полосный сигнал. Фильтр непосредственно на 144МГц не может обеспечить желаемого затухание, поэтому фильтр должен быть вставлен между микшер и аудиоусилитель.Фильтр должен ослабляться не менее чем на 30 дБ на частоте 1 МГц, чтобы аналогичный динамический диапазон для сигналов в диапазоне от 145 до 146 МГц что касается желаемой полосы пропускания 90 кГц около 144,100 МГц. Смеситель способен выдавать более 100 милливольт, Хорошая идея - подавить сигналы около 1 МГц более чем на 40 дБ для микшера низкого уровня, такого как SBL-1 или TUF-1 в то время как ослабление 60 дБ полезно, если используется микшер высокого уровня.

Фильтр, показанный на рис. 3 имеет следующие характеристики:

Затухание частоты
79 кГц 20 дБ
115 кГц 30 дБ
173 кГц 40 дБ
263 кГц 50 дБ
395 кГц 60 дБ
567 кГц 70 дБ
764 кГц 80 дБ
 

Уровень сопротивления выбран так, чтобы смеситель не загружался.Фильтр немного ухудшает коэффициент шума на частотах выше 30 кГц, потому что входной транзистор аудио Усилитель увидит там импеданс, намного превышающий 50 Ом.

У этого фильтра есть одна важная сложность. Индукторы может улавливать магнитные поля с частотой сети.

NCO: Осциллятор с числовым программным управлением - Справка разработчика

Переключить навигацию

  • Инструменты разработки
    • Какие инструменты мне нужны?
    • Программные инструменты
      • Начните здесь
      • MPLAB® X IDE
        • Начните здесь
        • Установка
        • Введение в среду разработки MPLAB X
        • Переход на MPLAB X IDE
          • Переход с MPLAB IDE v8
          • Переход с Atmel Studio
        • Конфигурация
        • Плагины
        • Пользовательский интерфейс
        • Проекта
        • Файлы
        • Редактор
          • Редактор
          • Интерфейс и ярлыки
          • Основные задачи
          • Внешний вид
          • Динамическая обратная связь
          • Навигация
          • Поиск, замена и рефакторинг
          • Инструменты повышения производительности
            • Инструменты повышения производительности
            • Автоматическое форматирование кода
            • Список задач
            • Сравнение файлов (diff)
            • Создать документацию
        • Управление окнами
        • Сочетания клавиш
        • Отладка
        • Контроль версий
        • Автоматика
          • Язык управления стимулами (SCL)
          • Отладчик командной строки
          • (MDB)
          • IDE Scripting с Groovy
        • Устранение неполадок
        • Работа вне MPLAB X IDE
        • Другие ресурсы
      • Улучшенная версия MPLAB Xpress
      • MPLAB Xpress
      • MPLAB IPE
      • Программирование на C
      • Компиляторы
      • MPLAB® XC
        • Начните здесь
        • Компилятор
        • MPLAB® XC8
        • Компилятор
        • MPLAB XC16
        • Компилятор
        • MPLAB XC32
        • Компилятор MPLAB XC32 ++
        • Охват кода
        • MPLAB
      • Сборщики
      • Компилятор IAR C / C ++
      • Конфигуратор кода MPLAB (MCC)
      • MPLAB Harmony версии 2
      • MPLAB Harmony версии 3
      • Atmel® Studio IDE
      • Atmel START (ASF4)
      • Advanced Software Framework v3 (ASF3);
        • Начните здесь
        • ASF3 Учебники
          • ASF Audio Sine Tone Учебное пособие
          • Интерфейсный ЖК-дисплей
          • с SAM L22 MCU Учебное пособие
      • Блоки устройств MPLAB® для Simulink®
      • Утилиты
      • Инструменты проектирования
      • FPGA
      • Аналоговый симулятор MPLAB® Mindi ™
    • Аппаратные средства

Приемник прямого преобразования 80/40 метров

Принципиальная схема, показанная на рисунке, иллюстрирует схему приемника прямого преобразования 80/40 метров.Диполь или подходящая антенна подключается непосредственно к входному разъему J1, который соединен с потенциометром R1, который служит в качестве бесступенчатого ВЧ-аттенюатора, а также для регулировки усиления приемника. Использование регулятора РЧ-усиления для установки громкости является преимуществом, поскольку оно также снижает сильные внутриполосные сигналы, которые в противном случае могли бы перегрузить входной каскад приемника. Последовательные катушки индуктивности L2 и L3 и подстроечный конденсатор C18 обеспечивают полосовую фильтрацию входного каскада и согласование импеданса с антенными системами с сопротивлением 50–75 Ом.IC U1 представляет собой микшер NE602 / 612 и локальный осциллятор (LO) в 8-выводном корпусе DIP. Секция смесителя представляет собой конструкцию активной ячейки Гилберта, обеспечивающую хорошее усиление преобразования и низкий коэффициент шума. В секции гетеродина используется большая емкостная нагрузка для минимизации дрейфа частоты. Настройка емкостная, с использованием современной миниатюрной пластиковой переменной Hi-Q. Стабильность гетеродина (гетеродина) повышена за счет регулятора напряжения 78L05. Поскольку это приемник с прямым преобразованием, гетеродин настроен на несущую частоту однополосных сигналов

или на разницу от 300 до 800 Гц для непрерывных сигналов, чтобы получить звуковой выход, дифференциально связанный с аудио IC LM386. .Микросхема усилителя звука подключена к разъему для наушников на J2 конденсатором C16. Схема приемника питается от единственной 9-вольтовой транзисторной батареи радиоуправления

. Давайте начнем! Прежде чем мы начнем строить приемник 80/40 метров, вам нужно будет найти чистое, хорошо освещенное и хорошо вентилируемое рабочее место. Большой стол или верстак станут подходящей рабочей поверхностью для вашего проекта. Затем вам нужно будет найти в вашем местном магазине Radio Shack небольшой золь для карандашей мощностью от 27 до 33 Вт «Tip Tinner», приспособление для чистки / комода паяльника.Вы также захотите приобрести несколько ручных инструментов для этого проекта, например, пару маленьких концевых ножей, пару пинцетов и пару плоскогубцев

. Найдите небольшую крестообразную отвертку и небольшую отвертку с плоским лезвием, а также увеличительное стекло, чтобы завершить свой список инструментов. Возьмите схему, схему расположения деталей, а также таблицы идентификаторов резисторов и конденсаторов, и мы начнем наш проект. Разместите все компоненты проекта на столе перед собой. Радиомодуль с прямым преобразованием 80/40 - это радиочастотный или радиочастотный проект, и его лучше всего сконструировать на печатной плате с большими площадями заземления, покрывающими плату, для наилучших методов радиочастотного заземления.Когда перед вами будут все детали и печатная плата, нагрейте паяльник, и мы начнем! Сначала найдите таблицу идентификаторов резисторов в таблице, которая поможет вам выбрать резисторы из кучи деталей. Резисторы, используемые в этом проекте, в основном представляют собой небольшие резисторы с углеродным составом мощностью 1⁄4 Вт, которые имеют цветные полосы вдоль корпуса резистора. Первая цветная полоса

должна быть ближе всего к одному концу корпуса резистора. Эта первая цветная полоса представляет первую цифру номинала резистора.Например, резистор R2 имеет четыре цветных полосы: первая - коричневая полоса, за которой следует зеленая полоса, за которой следует черная полоса. Четвертая полоса - золото.

Обратите внимание, что приемник может быть построен как для 80-метрового радиолюбителя, так и для 40-метрового радиолюбителя. Вам нужно будет посмотреть список деталей, чтобы решить, какой браслет вы хотите получить. Катушки индуктивности L1, L2 и L3, а также конденсаторы C3, C4 и C5 определяют выбор диапазона.

В этом проекте приемника используется несколько небольших индукторов.На этих небольших индукторах обычно есть цветные полосы, которые помогают их идентифицировать. Литые дроссели на первый взгляд кажутся похожими на резисторы как по форме, так и по маркировке полосы. Однако при более внимательном рассмотрении вы сможете различить два дросселя - обычно они больше в диаметре и имеют более широкий диаметр

на концах, чем резисторы. При проведении инвентаризации отделите все дроссели и сверьтесь со списком деталей для получения конкретной информации о цветовом коде. Обратите внимание, что индуктор L1 представляет собой регулируемую пробку настроенного типа.Помните, что для каждой полосы используются определенные дроссели: перед установкой дросселей ознакомьтесь со списком деталей. Дроссели не имеют полярности, поэтому их можно устанавливать на печатной плате в любом направлении.

В приемнике 80/40 метров используются две интегральные схемы и ИС регулятора. Взгляните на схему, показанную на рисунке, которая иллюстрирует распиновку полупроводников. При строительстве проекта лучше всего использовать розетки IC в качестве страховки от возможного отказа цепи в будущем. Намного проще отсоединить ИС, чем пытаться отсоединить ее от печатной платы

.Гнезда IC будут иметь выемку или вырез на одном конце пластикового гнезда. Первый (1) контакт гнезда IC будет слева от выемки или выреза. Обратите внимание, что контакт 1 U1 подключается к C1, а контакт 1 (1) U2 подключается к C15. Вставляя ИС в соответствующее гнездо, убедитесь, что вы выровняли первый (1) контакт ИС с первым (1) контактом гнезда. Неправильная установка ИС может привести к повреждению ИС, а также цепи при первом включении питания.

Давайте закончим печатную плату, установив регулятор громкости и регулируемые конденсаторы.Потенциометр регулировки громкости на R1 представляет собой прямоугольный блок, устанавливаемый на печатную плату, который размещается на краю печатной платы, как и главный настроечный конденсатор. Конденсатор C18, подключенный на стыке L3 и C1, подстроечный 8,2 пФ; Припаяйте его к печатной плате, используя два куска неизолированного # 22 ga. жесткий одножильный провод.

Найдите основной настраивающий конденсатор C19, а теперь найдите место установки основного настраивающего конденсатора C19. Настроечный конденсатор крепился сбоку с помощью двустороннего скотча.Снимите защитную крышку с двусторонней ленты и плотно прижмите корпус конденсатора C19, чтобы установить его на печатную плату. Плотно прижмите двусторонний скотч к растянутому трафарету контуру корпуса C19. Вы можете решить установить настроечный конденсатор другим способом. В задней части конденсатора: найдите четыре внутренних подстроечных конденсатора и, используя небольшую ювелирную отвертку или инструмент для выравнивания, полностью откройте (отсоедините) все четыре подстроечных резистора. Примечание: вал настройки обращен к передней части платы. Согните два выступа ротора так, чтобы они были параллельны передней поверхности конденсатора, как показано выше.

Подсоедините два наконечника ротора к точкам заземления на печатной плате, как показано, используя обрезки выводного провода, обрезанные от резисторов, в качестве перемычек. Отрежьте 6 дюймов изолированного соединительного провода 24-AWG пополам. Удалите примерно 1⁄4 дюйма изоляции с каждого обрезанного конца. Припаяйте перемычки к ушкам ротора конденсатора и к заземляющей фольге в нижней части печатной платы. Поскольку настроечный конденсатор имеет четыре секции, вы можете увеличить диапазоны настройки, подключив параллельно разные секции, чтобы получить больший диапазон настройки: см. Таблицу 9-3.Если вы используете только секцию 140 пФ, ваш диапазон настройки будет 190 кГц, но если вы объедините секцию 140 пФ с секцией 40 пФ, ваш диапазон настройки станет 180 пФ и так далее. Конденсаторные перемычки: 180 пФ = использовать параллельно секции 140 пФ и 40 пФ; 222 пФ = использовать параллельно секции 140 пФ и 82 пФ; 262 пФ = использовать секции 140 пФ, 82 пФ и 40 пФ параллельно; 302 пФ = использовать все четыре секции конденсаторов параллельно

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *