Как собрать простой УКВ ЧМ приемник на К174ХА2. Какие преимущества дает использование этой микросхемы в конструкции радиоприемника. Какие компоненты потребуются для сборки приемника. Как правильно настроить готовое устройство.
Особенности конструкции УКВ ЧМ приемника на К174ХА2
УКВ ЧМ приемники на микросхеме К174ХА2 получили широкое распространение среди радиолюбителей благодаря ряду преимуществ:
- Простота сборки и настройки
- Компактность конструкции
- Хорошая чувствительность
- Возможность работы в разных диапазонах частот
Однако у таких приемников есть и недостатки. Главный из них — наличие потрескивания при приеме сигнала из-за работы системы сжатия девиации. Это ограничивает возможность создания на базе К174ХА2 высококачественной аудиоаппаратуры.
Принципиальная схема УКВ ЧМ приемника на К174ХА2
Рассмотрим принципиальную схему УКВ ЧМ приемного тракта на основе микросхемы К174ХА2:
- Входной сигнал от антенны поступает на входной контур L1, C2, VD1
- Преобразователь частоты и гетеродин реализованы на микросхеме К174ХА2
- Промежуточная частота выделяется в контуре L4C9
- Детектирование и усиление НЧ сигнала выполняется на микросборке УПЧЗ-1М
Такая схема позволяет получить хорошую чувствительность и избирательность при минимуме компонентов.
Характеристики УКВ ЧМ приемника на К174ХА2
Основные технические характеристики приемника:
- Диапазон частот: 65-73 МГц или 88-108 МГц
- Чувствительность: не хуже 4 мкВ/м
- Диапазон звуковых частот: 63-10000 Гц
- Коэффициент нелинейных искажений: не более 3%
- Напряжение питания: 7-12 В
Эти параметры обеспечивают достаточно качественный прием FM-радиостанций при простоте конструкции.
Особенности использования микросхемы К174ХА2 в УКВ диапазоне
Микросхема К174ХА2 изначально предназначена для AM приемников и имеет некоторые особенности при использовании в УКВ диапазоне:
- Преобразователь частоты работает на частотах до 200 МГц
- УПЧ рассчитан на частоту 465 кГц
- На частотах выше 5 МГц усиление УПЧ падает
- Отсутствует встроенный частотный детектор
Поэтому в схеме используется нестандартная ПЧ около 4 МГц и внешний частотный детектор на микросборке УПЧЗ-1М.
Особенности входных цепей УКВ ЧМ приемника
Входные цепи приемника имеют следующие особенности:
- Входной контур перестраивается варикапом VD1
- Катушка связи L2 согласует высокое сопротивление контура с низким входным сопротивлением К174ХА2
- Гетеродинный контур перестраивается варикапом VD2
- Настройка осуществляется переменным резистором R4
Такая схема обеспечивает хорошую чувствительность и возможность перестройки по диапазону.
Особенности промежуточной частоты и детектирования
В качестве промежуточной частоты выбрана стандартная телевизионная ПЧ 6,5 МГц. Это позволяет использовать готовую микросборку УПЧЗ-1М, которая содержит:
- Усилитель-ограничитель
- Частотный детектор
- Пьезокерамические фильтры
Такое решение упрощает настройку и обеспечивает хорошую избирательность приемника.
Изготовление катушек для УКВ ЧМ приемника
Катушки приемника наматываются следующим образом:
- L1, L3 для диапазона 65-73 МГц: 9 витков ПЭВ 0,43
- L2 для 65-73 МГц: 3 витка
- L1, L3 для 88-108 МГц: 4 витка ПЭВ 0,43
- L2 для 88-108 МГц: 1,5 витка
- L4, L5: 30 витков ПЭВ 0,31
Правильное изготовление катушек очень важно для работы приемника в нужном диапазоне частот.
Как правильно намотать катушки?
При намотке катушек следует соблюдать следующие правила:
- Использовать каркасы с латунными подстроечными сердечниками
- Наматывать витки плотно друг к другу
- Закреплять концы обмоток лаком или клеем
- Соблюдать направление намотки
Это обеспечит стабильность параметров катушек и правильную работу контуров.
Настройка УКВ ЧМ приемника на К174ХА2
Настройка приемника производится в следующем порядке:
- Подключить антенну
- Установить сердечники L4 и L5 в среднее положение
- Вращением R4 попытаться настроиться на станцию
- Подстроить L3 для улучшения приема
- Последовательно подстроить L5 и L4 для улучшения качества
- Повторить настройку на более слабой станции
- Подстроить L2 для укладки диапазона
- Подстроить L1 по максимальной чувствительности
Такая последовательность позволяет добиться оптимальных параметров приемника.
Какие инструменты нужны для настройки?
Для настройки приемника потребуются:
- Отвертка для подстройки сердечников катушек
- Вольтметр для контроля напряжений
- Частотомер для проверки диапазона настройки (опционально)
При отсутствии измерительных приборов можно ориентироваться на качество приема станций.
Модификации схемы УКВ ЧМ приемника
Базовую схему приемника можно модифицировать для улучшения характеристик:
- Добавить АПЧГ на микросхеме К174УР3 или К174ХА6
- Использовать пьезокерамический фильтр на 465 кГц вместо C7
- Применить двухконтурную входную цепь для повышения избирательности
- Добавить УНЧ на отдельной микросхеме
Эти модификации позволят улучшить качество приема и расширить функциональность устройства.
Как добавить автоматическую подстройку частоты?
Для реализации АПЧГ необходимо:
- Заменить микросборку УПЧЗ-1М на К174УР3
- Добавить цепь управления варикапом гетеродина
- Подать управляющее напряжение с выхода частотного детектора
Применение УКВ ЧМ приемника на К174ХА2
Приемник на К174ХА2 может найти применение в различных областях:
- Прослушивание FM-радиостанций
- Учебные и экспериментальные цели
- Системы беспроводной связи
- Радиоуправление моделями
Простота конструкции и доступность компонентов делают его популярным среди радиолюбителей.
Можно ли использовать приемник для прослушивания музыки?
Да, приемник вполне подходит для прослушивания музыки, но с некоторыми оговорками:
- Качество звука будет уступать специализированным FM-тюнерам
- Возможно наличие фонового шума и искажений
- Потребуется дополнительный усилитель мощности
Для повышения качества звучания рекомендуется добавить качественный УНЧ и акустическую систему.
Преимущества и недостатки УКВ ЧМ приемника на К174ХА2
Рассмотрим основные плюсы и минусы данной конструкции:
Преимущества:
- Простота схемы и настройки
- Доступность компонентов
- Хорошая чувствительность
- Возможность работы в разных диапазонах
- Низкое энергопотребление
Недостатки:
- Наличие фонового шума при приеме
- Отсутствие системы АПЧ в базовой схеме
- Ограниченный динамический диапазон
- Невысокое качество звучания
Несмотря на недостатки, простота и доступность делают этот приемник отличным выбором для начинающих радиолюбителей.
Альтернативные схемы УКВ ЧМ приемников
Помимо схемы на К174ХА2, существуют и другие варианты построения УКВ ЧМ приемников:
- На специализированных микросхемах (TDA7000, TDA7088)
- С использованием ЭМФ (электромеханических фильтров)
- SDR-приемники на базе RTL-донгла
- Супергетеродинные схемы на дискретных элементах
Каждая из этих схем имеет свои преимущества и недостатки, выбор зависит от конкретных требований и возможностей.
Чем отличается приемник на TDA7000 от схемы на К174ХА2?
Основные отличия приемника на TDA7000:
- Более высокая степень интеграции (меньше внешних компонентов)
- Встроенный частотный детектор
- Более низкая промежуточная частота (70 кГц)
- Наличие встроенной системы АПЧ
Однако схема на TDA7000 также имеет недостаток в виде характерного фонового шума при приеме.
Категория: Приемники В последнее время в радиолюбительской практике широкое распространение получили УКВ ЧМ приемники построенные на основе микросхем типа К174ХА34. При таких неоспоримых достоинствах как предельная простота сборки и настройки все эти приемники имеют существенный недостаток — прием сопровождается потрескиванием, избавиться от которого практически невозможно. Треск является результатом действия системы сжатия девиации. В результате, несмотря на относительно низкие КНИ, заложенные в конструкции этих микросхем, собирать на них аппаратуру, претендующую на качественное звучание невозможно. Может быть именно по этому зарубежный аналог этих микросхем — TDA7000 не получил большого распространения в зарубежной аппаратуре. Практически все, даже самые простые импортные приемники, как самостоятельные, так и входящие в состав магнитол, собираются на другой элементной базе, по традиционным супергетеродинным схемам с высокой промежуточной частотой, несмотря на то, что это требует достаточно большого количества контуров. Принципиальная схема УКВ ЧМ приемного тракта показана на рисунке 1. Приемник построен на двух микросхемах К174ХА2 и микросборке от телевизора УПЧЗ-1М. Микросхема К174ХА2 предназначена для AM радиовещательных приемников, она содержит преобразователь частоты с гетеродином и усилитель промежуточной частоты. Детектор в её состав не входит и обычно, по типовой схеме, он выполняется на диоде. Характеристики УКВ ЧМ Приемника: 1. Диапазон принимаемых частот 65… 73 МГц или 88… 108 МГц. В принципе, полный УКВ ЧМ тракт можно сделать на этой одной микросхеме, но проблема состоит в том, что при очень хорошем преобразователе частоты, способном работать на частотах до 200 МГц, усилитель промежуточной частоты низкочастотный, он рассчитан на 465 кГц и на частотах более 5 МГц его усиление резко падает и становится недостаточным для качественного приема. В результате приходится выбирать нестандартную ПЧ около 4 МГц. При том отсутствие детектора требует сборки обычного частотного демодулятора на связанных контурах и диодах. Таким образом требуется ФСС на контурах и частотный детектор. А это существенно усложняет настройку приемника и делает её практически невозможной без специальной аппаратуры. Удобнее использовать телевизионную ПЧ, равную 6,5 МГц. А детектор и ФСС выполнить на телевизионной микросборке от канала звука типа УПЧЗ-1М или УПЧЗ-2. Эти микросборки содержат усилитель-ограничитель и демодулятор ЧМ сигнала, полностью отлаженный, вместе в пьезокерамическими фильтрами на входе и в фазосдвигающей цепи частотного детектора. Таким образом часть усиления, демодуляция и почти вся селективность будет сосредоточена в этой микросборке, а на микросхеме К174ХА2 собран УКВ-блок, — преобразователь частоты и предварительный УПЧ. Сигнал от антенны W1 поступает на входной контур L1, С2, VD1, который перестраивается по диапазону при помощи варикапа VD1. Контур L3, С7, С8, VD2 — гетеродинный, он перестраивается при помощи варикапа VD2. Роль органа настройки выполняет переменный резистор R4. Питание на гетеродин поступает через дроссель DL1. Сигнал промежуточной частоты выделяется в контуре L4C9, включенном на выходе преобразователя (вывод 16). Контур настроен на частоту 6,5 МГц. Выделенный сигнал ПЧ через С10 поступает на вход предварительного УП микросхемы. На выходе этого УПЧ включен второй контур L5 С13, также настроенный на ПЧ = 6,5 МГц. Сигнал ПЧ с этого контура через конденсатор С14 поступает на вход микросборки А2, которая содержит пьезокерамический ФПЧ и усилитель-ограничитель с частотным детектором и предварительным УЗЧ на выходе. Низкочастотный сигнал выделяется на выводе 6 микросборки А2. Недостаток схемы в отсутствии АПЧГ, которую не позволяет ввести микросборка. Но если каскад на А2 собрать на микросхеме К174УРЗ или К174ХА6 по типовой схеме можно ввести АПЧГ. Катушки L1, L2, L3 намотаны на каркасах с латунными подстроечными сердечниками МЗхб. L1 и L3 для диапазона 65…73 МГц содержат по 9 витков ПЭВ 0,43, L2 содержит 3 витка (она намотана на L1). Для диапазона 88-108 МГц L1 и L3 должны содержать по 4 витка ПЭВ 0,43, a L2 — 1,5 витка. Для остальных катушек используются каркасы с сердечниками и экранами (экраны нужно соединить с общим минусом) от контуров ПЧЗ модулей СМРК-1-2 телевизоров УСЦТ. Катушки L4 и L5 содержат по 30 витков провода ПЭВ 0,31, при этом L4 имеет отвод от 5-го витка, a L5 от 15-го витка. Дроссель DL1 готовый типа ДМ-0,1 на 50-100 мкГн, или любой самодельный на ту же индуктивность. Налаживание каскада на А2 не требуется. Подключив антенну и установив сердечники L4 и L5 в средние положения нужно попытаться вращением движка резистора R4 настроиться на любую станцию. В конце нужно уложить диапазон подстройкой L2, а затем, настроившись на станцию, расположенную в центре диапазона подстроить L1 по максимальной чувствительности (или по максимальному ВЧ-напряжению на выводе 7 А1). |
| Поделитесь с друзьями ссылкой на схему: |
Поэтому не стоит забывать о классических схемах, особенно если нужно получить действительно хорошее качество приема.
Входной УРЧ микросхемы А1 выполнен по дифференциальной схеме с симметричным входом, по этому катушка связи L2 не только согласует высокое сопротивление контура с низким входным сопротивлением А1, но и создает противофазные сигналы для работы на симметричный вход.
Если этого сделать не удается нужно подстроить L3 и снова попытаться. После того как станция будет поймана нужно последовательно подстроить L5 и L4 таким образом, чтобы качество приема существенно улучшилось. Затем нужно настроиться на другую, более слабую станцию, и снова подстроить L5 и L4 так, чтобы чувствительность была максимальной.Приемник на микросхеме К174ХА2
Приемник состоит из приемного тракта на микросхеме К174ХА2 и декодера, построенного по схеме упрощенного частотомера. Приемный тракт целиком заимствован из Л2. Принципиальная схема приемного тракта показана на рисунке 2. Он построен на многофункциональной микросхеме А1 — К174ХА2 по упрощенной типовой схеме.
Puc.1. Принципиальная схема приемного тракта
Сигнал от антенны W1, роль которой выполняет тонкая стальная спица длиной около 0,5 метра, поступает во входной контур L1С2. Контур настроен на частоту несущей передатчика. Выделенный сигнал через катушку связи L2 поступает на симметричный вход УРЧ балансного смесителя микросхемы А1. Гетеродин также входит в состав микросхемы. Схема обвязки гетеродина отличается от типовой наличием в цепи обратной связи кварцевого резонатора Q1, стабилизирующего частоту гетеродина. На выходе гетеродина включен контур L3С4, настроенный на частоту гетеродина. В данном случае в гетеродине используется кварцевый резонатор на 26,655 МГц (с учетом промежуточной частоты 465 кГц и частоты несущей 27,12 МГц). Но в этой схеме можно использовать и резонаторы на другие частоты учитывая другие несущие и промежуточные частоты например, при частоте несущей 27 МГц (если резонатор в передатчике на 13,5 МГц), можно использовать резонатор в приемнике на 13,2 МГц, тогда частота гетеродина будет равна 26,4 МГц, а промежуточная частота 600 кГц.
Но при этом необходимо контура L4C6 и L6C8 перестроить с ПЧ 465 кГц на ПЧ 600 кГц.
Сигнал промежуточной частоты выделяется на выводе 15 А1 и поступает в контур L4C6, настроенный на ПЧ = 465 кГц. В данной схеме нет пъезокерамического фильтра. С одной стороны это неблагоприятно сказывается на селективности тракта по соседнему каналу, но с другой стороны обеспечивается более высокая чувствительность из отсутствия потерь в фильтре, и имеется возможность выбирать любую ПЧ в пределах 300-1000 кГц взависимости от того, какие кварцевые резонаторы имеются в наличии. При необходимости, всегда можно в схему ввести пьезокерамический фильтр на 465 кГц, заменив им конденсатор С7. В любом случае, селективность по соседнему каналу такого приемного тракта значительно выше, чем у привычных, применяемых для систем радиоуправления, сверхрегенеративных приемников.
Через конденсатор С7 выделенное напряжение ПЧ поступает, через выводы 11 и 12 А1, на вход усилителя ПЧ микросхемы.
На выходе УПЧ (вывод 7) включен преддетекторный контур L6 С8, настроенный, как и L4 С6 на промежуточную частоту (в данном случае на 465 кГц). Детектор выполнен по однополупериодной схеме на германиевом диоде VD1. Низкочастотное напряжение, амплитудой около 100 мВ, выделяется на конденсаторе С10, и поступает на выход радиотракта. Корме того, это напряжение интегрируется цепью R4 СИ для получения постоянного напряжения АРУ, которое подается на вывод 9 микросхемы А1. Вторая цепь АРУ (вывод 10) микросхемы К174ХА2 в данной схеме, с целью упрощения, не используется.
Puc. 2. Печатная плата радиоприемного тракта
Плату приемного тракта желательно заключить в латунный или жестяной экран.
Напряжение питания приемного тракта 6-9В, при этом. В качестве источника питания можно использовать батарею типа «Крона» или батарею, составленную из дисковых аккумуляторов или отдельных гальванических элементов типа A316.
Контурные катушки приемного тракта наматываются на каркасах с подстроечными сердечниками от контуров декодеров цветности телевизоров 3-УСЦТ с экранами.
