Унч для приемника прямого преобразования. Приемник прямого преобразования на КВ диапазоны: схема, особенности конструкции, характеристики — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Какие преимущества имеет приемник прямого преобразования перед супергетеродином. Как достигается высокая чувствительность в приемнике прямого преобразования. Какие компоненты используются в схеме приемника на 6 КВ диапазонов. Как реализована смена диапазонов в конструкции приемника.

Содержание

Особенности конструкции приемника прямого преобразования на КВ диапазоны

Приемник прямого преобразования имеет ряд преимуществ перед классической супергетеродинной схемой:

Отсутствие зеркального канала приема
Меньшее количество побочных каналов приема
Более простая схема
Возможность работы в широком диапазоне частот

Рассмотрим конструкцию многодиапазонного КВ приемника прямого преобразования, реализующего эти преимущества.

Технические характеристики приемника

Основные параметры разработанного приемника:

Диапазоны приема: 1.8, 3.5, 7, 14, 21, 28 МГц
Чувствительность: не хуже 0.3 мкВ при соотношении сигнал/шум 10 дБ
Подавление АМ сигналов: не менее 70 дБ

Виды модуляции: SSB, CW
Питание: 12 В

Как видим, приемник обладает высокой чувствительностью, сравнимой с супергетеродинными конструкциями. Это достигается за счет применения специальной схемы смесителя.

Принцип работы смесителя на полевых транзисторах

Ключевым элементом приемника является смеситель на полевых транзисторах с управляемым каналом. Его особенности:

Низкий уровень собственных шумов
Высокая линейность
Хорошее подавление АМ сигналов

Смеситель работает по принципу управляемого резистора. Сигнал гетеродина изменяет сопротивление канала полевого транзистора, осуществляя перемножение входного ВЧ сигнала с сигналом гетеродина.

Структурная схема приемника

Приемник состоит из следующих основных блоков:

Входные цепи и фильтр
Смеситель на полевых транзисторах
Гетеродин
Фильтр нижних частот

Усилитель звуковой частоты

Входной сигнал с антенны поступает на полосовой фильтр, затем на смеситель. Там он перемножается с сигналом гетеродина. Выделенный звуковой сигнал усиливается и поступает на головные телефоны.

Особенности схемы гетеродина

Гетеродин приемника имеет следующие особенности:

Выполнен по схеме емкостной трехточки
Частота вдвое ниже принимаемой
Имеет буферный усилитель для развязки с смесителем
Амплитуда выходного сигнала 1.5 В

Такая схема обеспечивает стабильную работу гетеродина и хорошее подавление побочных каналов приема.

Реализация многодиапазонности

Для работы в нескольких любительских диапазонах применена оригинальная конструкция:

Входные цепи и контур гетеродина размещены на сменных платах-картриджах
Картриджи вставляются в разъем на основной плате
Каждый картридж соответствует одному диапазону

Это позволяет легко менять рабочий диапазон и расширять возможности приемника, добавляя новые картриджи.

Особенности конструкции входных цепей

Входные цепи каждого диапазона имеют следующие особенности:

Двухконтурный полосовой фильтр
Катушки намотаны на каркасах от ТВ контуров
Подстройка сердечниками из карбонильного железа
Емкости контуров подобраны для каждого диапазона

Такая конструкция обеспечивает хорошую селективность по зеркальному каналу приема.

Фильтр нижних частот и УНЧ

После смесителя сигнал проходит через ФНЧ и поступает на УНЧ. Особенности этих узлов:

ФНЧ имеет частоту среза 2.5 кГц
Выполнен на LC-элементах
УНЧ собран на операционном усилителе

Коэффициент усиления УНЧ около 1500

Для улучшения приема телеграфных сигналов предусмотрено сужение полосы до 200 Гц.

Детали конструкции приемника

При изготовлении приемника использованы следующие детали:

Полевые транзисторы КП303
Биполярные транзисторы КТ3102
Операционный усилитель К140УД7
Ферритовые кольца 2000НМ, 400НН
Разъемы от телевизоров УСЦТ

Большинство деталей монтируются на одной печатной плате. Входные цепи — на отдельных платах-картриджах.

Настройка и регулировка приемника

При настройке приемника выполняются следующие операции:

Установка оптимального смещения на затворах смесителя
Настройка контуров входных цепей
Подстройка частоты гетеродина
Регулировка усиления УНЧ

Правильная настройка обеспечивает достижение заявленных параметров по чувствительности и избирательности.

Приемник прямого преобразования на диапазон 40 метров

В рамках статьи Детекторный AM-приемник: теория и практика мы сделали наш первый радиоприемник. Надо признать, что данный приемник оставляет желать лучшего. Принять на него можно только мощные широковещательные AM-радиостанции. Притом, слышны они преимущественно в ночное время, и в динамике звучат совсем негромко. Сегодня мы познакомимся с более серьезной конструкцией — приемником прямого преобразования.

Примечание: Для повторения описанного приемника не требуется какое-либо сложное оборудование вроде анализатора спектра. Почти все компоненты, из которых состоит приемник, просто работали с первого раза и не требовали никакой настройки. Исключением является только гетеродин, в котором требуется подобрать кварцевые резонаторы и номинал катушки. Для его настройки подойдет любой КВ-приемник, например, тот же RTL-SDR v3.

Теория

Рассмотрим структурную схему приемника прямого преобразования:

Иллюстрация позаимствована из The ARRL Handbook. Идея в следующем.

Сигнал с антенны проходит через фильтр. Фильтр оставляет только те частоты, которые мы можем захотеть принять. Например, для радиолюбительского диапазона 40 метров, это будут частоты 7.0-7.2 МГц. На схеме фильтр изображен вместе с предусилителем. С его помощью сигнал можно усилить на несколько децибел. Но, строго говоря, предусилитель не является обязательным. Далее идет смеситель, который перемножает сигнал с антенны с сигналом от гетеродина. Гетеродин имеет частоту, близкую к той, которую мы хотим принять. Допустим, нас интересует телеграфный сигнал на 7.011 МГц. При частоте гетеродина 7.010 МГц на выходе смесителя сигнал окажется на 7.011 МГц минус 7.010 МГц или ровно 1 кГц, что попадает в интервал от 20 Гц до 20 кГц, которые может слышать человек. Затем этот сигнал проходит через фильтр нижних частот (ФНЧ), усилитель низкой частоты (УНЧ) и воспроизводится на динамике или в наушниках.

Если вы помните, как работает смеситель, то можете обратить внимание на небольшую проблему. Допустим, на частоте 7.009 МГц также работает какой-то радиолюбитель. Тогда на выходе смесителя его сигнал окажется на той же частоте 1 кГц. То есть, два совершенно разных сигнала смешаются в один. Это называется зеркальный канал (image frequency).

Описанная проблема является главным недостатком приемника прямого преобразования. Также она является основной причиной, почему большинство современных приемников являются не приемниками прямого преобразования, а супергетеродинами. С другой стороны, описанный эффект может быть по-своему интересен, особенно если вы никогда не слышали его вживую. Главное же преимущество приемника прямого преобразования — простота конструкции.

Домашнее задание:

Вещательные AM-радиостанции в диапазоне 41 метр идут с шагом 5 кГц: 7.205 МГц, 7.210 МГц, 7.215 МГц, и так далее. Каждая радиостанция занимает полосу в 5 кГц. Если сделать приемник прямого преобразования на этот диапазон, будет ли для него актуальна проблема зеркального канала? Объясните ответ.

Практика

Сделаем приемник на телефонный участок радиолюбительского диапазона 40 метров. Воспользуемся гетеродином из статьи Генератор переменной частоты Super VXO, а также смесителем из заметки Диодный кольцевой смеситель: теория и практика. Таким образом, нам остается сделать только фильтр ВЧ, предусилитель, ФНЧ, а также УНЧ.

Фильтр ВЧ был сделан по следующей схеме:

Это фильтр Чебышева нижних частот 7-го порядка. Фильтр был рассчитан в Elsie, а затем подогнан под имеющиеся компоненты в LTspice. Для запуска Elsie под MacOS я использую CrossOver. Почему был использован фильтр нижних частот вместо полосно-пропускающего фильтра? Просто в данной задаче нижние частоты нам не мешают, а компонентов в ФНЧ потребуется меньше. Кроме того, ФНЧ имеет меньшие вносимые потери.

В моем исполнении фильтр получился таким:

А вот его АЧХ:

Помним, что выход нашего гетеродина богат гармониками. Поэтому необходимо получить как можно большую аттенюацию в диапазоне 20 метров. Иначе приемник будет одновременно принимать станции с двух или более радиолюбительских диапазонов. Теперь допустим, что некая радиостанция проходит на 20 метрах с уровнем S9+20, и мы используем двухдиапазонную антенну на 20 и 40 метров. Тогда наш приемник будет принимать сигнал с уровнем примерно:

>>> (9*6+20-51.8)/6
3.7000000000000006

… S3-S4. Это все еще достаточно много. Для решения проблемы можно сделать второй такой же фильтр и поставить его на выходе гетеродина. Правда, это не спасет от нечетных гармоник, потому что они создаются самим смесителем. Также мы помним, что смеситель создает и другие артефакты. Более выигрышным решением будет поставить второй фильтр следом за первым, добившись еще большей аттенюации на 20 метрах. Впрочем, в своем приемнике я не стал использовать второй фильтр. Это бессмыслено, поскольку в моем QTH на 40 метрах уровень шума сильно выше S4.

Делать предусилитель изначально не планировалось. Выяснилось, что приемник работает и без него, однако радиолюбителей слышно довольно тихо. Причина, как я думал на тот момент, могла быть в слишком низком уровне сигнала от гетеродина для оптимальной работы смесителя. Мы знаем, что диодному кольцевому смесителю требуется уровень LO порядка 7 dBm. Выход же нашего LO составляет 4 dBm.

Был рассчитан усилитель примерно на 10 dB:

Можно заметить, что 4 dBm + 10 dB это больше, чем нам нужно. На то есть две причины. Во-первых, меня беспокоило, что усиление может оказаться меньше расчетного. Добавить небольшой аттенюатор всегда проще, чем переделывать усилитель. Во-вторых, на самом деле диодный кольцевой смеситель хорошо работает и с уровнем LO 10-13 dBm.

Схема взята из книги Hands-On Radio Experiments за авторством Ward Silver, NØAX и слегка адаптирована под имеющиеся компоненты и требуемый уровень усиления. Похожую схему можно найти в статье «A Beginner’s Look at Basic Oscillators», написанной Doug DeMaw, W1FB для журнала QST за февраль 1984 года, и вошедшую в книгу QRP Classics. В обоих источниках схема приводится в качестве буфера для VXO. Это обычный каскад с общим эмиттером (common-emitter amplifier). Трансформатор L1-L2 преобразует нагрузку 50 Ом в 50×(12/3)² = 800 Ом, которые транзистор и видит на коллекторе.

Усилитель получился вот таким:

Он был проверен при помощи анализатора спектра со следящим генератором. На частотах от 1 до 30 МГц получилось усиление от 9 до 13 dB. На 7 МГц усиление составило 11 dB.

Впрочем, усиление сигнала от LO не дало желаемого эффекта. Зато усиление отфильтрованного сигнала с антенны позволило существенную повысить уровень аудио-сигнала. В таком положении усилитель и был оставлен.

УНЧ был сделан на базе популярной интегральной схемы LM386 по схеме из даташита [PDF]:

Конденсаторов на 250 мкФ не нашлось, поэтому я использовал 220 мкФ. На одной плате с УНЧ был размещен небольшой RC-фильтр. Резистор 3.3 кОм с конденсатором 15 нФ дают полосу по уровню -3 dB около 3 кГц, в самый раз для SSB:

>>> 1/(2*pi*3300*15/1000/1000/1000)
3215. 251375593845

Стоит напомнить, что крутизна АЧХ такого простого фильтра составляет лишь 6 dB на октаву (удвоение частоты). Если в ±15 кГц будет работать мощная станция, мы также услышим ее в наушниках, что есть большой минус. Плюс же такого решения заключается в интересном, необычном звучании приемника. Также он создает эффект «панадаптера» в мозгу пользователя. С более сложными фильтрами я хотел бы поэкспериментировать отдельно.

Плата с RC-фильтром и УНЧ:

LM386 имеет выходную мощность 0.325 Вт и рассчитан на нагрузку 8 Ом. С типичными наушниками-затычками 16 Ом 0.1 Вт к УНЧ нет никаких претензий. Закрытые наушники 38 Ом 1.6 Вт звучат очень громко. В тихой комнате их можно использовать в качестве динамика.

Результат

Все перечисленные компоненты были помещены в корпус от сгоревшего компьютерного блока питания, который мне любезно подарил сосед:

Сигнал идет по отрезкам кабеля RG-174. Между компонентами не помешали бы экранирующие перегородки. Делать я их пока не стал. Во-первых, работает и без них, а во-вторых, приемник планируется дорабатывать.

В корпусе имеется большое отверстие под вентилятор. Его было решено закрыть при помощи оргстекла:

Решетка расположена очень удачно. В будущем я собираюсь разместить за ней динамик. Конечно же, к такому корпусу я не мог не сделать подсветку:

Приемник питается напряжением от 9 до 13.8 В. Первое соответствует батарейке «крона», второе — стандартному напряжению питания КВ-трансиверов. Потребление тока составляет порядка 35-60 мА, в зависимости от напряжения питания и громкости.

Fun fact! Используя описанные принципы, можно сделать приемник на телеграфный участок диапазона 40 метров, телефонный участок диапазона 80 метров, да и вообще любой диапазон, не обязательно радиолюбительский.

Если у вас нет полноразмерной КВ-антенны, это не страшно. Приемник работает с небольшой телескопической антенной или куском провода длиной около метра. Конечно, на такую антенну вы примите меньше станций, особенно если проживаете в городе с высоким уровнем шума от импульсных блоков питания и всякого такого.

Заключение

Безусловно, это не самый выдающийся КВ-приемник на свете. Но он работает, и довольно сносно. Представленную конструкцию можно использовать, как основу для будущих экспериментов. В приемник можно добавить S-метр, частотомер, схему автоматической регулировки усиления (АРУ), улучшить НЧ-фильтр и добавить встроенный динамик.

А на этом у меня все. Как обычно, буду рад вашим комментариям и вопросам.

Дополнение: В приемник был установлен динамик 8 Ом 1 Вт диаметром 75 мм. За счет объема корпуса он звучит очень громко, даже когда ручка регулировки громкости повернута лишь наполовину.

Дополнение: Вас также могут заинтересовать статьи Самодельный QRP трансивер на диапазон 40 метров и Супергетеродинный приемник на диапазон 40 метров.

Метки: Беспроводная связь, Любительское радио, Электроника.

Схема тракта для приемника прямого преобразования (демодулятор+УНЧ)

Принципиальная схема тракта приемника прямого преобразования, в котором демодулятор построен с применением цифровых микросхем FST3125M, 74VHC74. На рисунке показана проверенная схема тракта приемника прямого преобразования, которому не хватает только входныхцепей и гетеродина.

Впрочем, он может работать вполне прилично и без них, если непосредственно ко входу подключить антенну (даже без входного контура), а вместо гетеродина использовать лабораторный генератор прямоугольных импульсов частотой в два раза больше частоты принимаемого сигнала. Хотя, конечно, входной контур все же крайне желателен.

Принципиальная схема

Рис. 1. Принципиальная схема тракта приемника прямого преобразования на микросхемах FST3125M, 74VHC74 и К174УН7.

В демодуляторе смеситель выполнен на цифровой микросхеме FST3125M, которая представляет собой быстродействующий шинный коммутатор. В составе микросхемы четыре канальных ключа, которые способны пропускать не только логические уровни, но и аналоговые сигналы. Однако, при условии, что они не выходят за напряжением питания +5V, то есть не ниже нуля.

Поэтому чтобы аналоговые сигналы малой величины проходили через каналы микросхемы нормально, эти каналы находятся под постоянным напряжением смещения, созданным делителем напряжения на резисторах R1, R2 и конденсаторах С7 и С8, «заземляющих» эту точку по ВЧ и НЧ.

Работа демодулятора состоит в коммутации входного сигнала с частотой входного сигнала. То есть, на управляющие входы микросхемы поступают противофазные импульсы от D-триггера на микросхеме D2, на вход «С» которого поступает сигнал частоты гетеродина по частоте вдвое больше частоты принимаемого сигнала.

Это «вдвое больше» нужно потому что D-триггер, практически, это одноразрядный двоичный счетчик в данном случае, и на его выходах хотя и сигналы противофазны, что весьма важно для работы демодулятора, но по частоте разделены на двое, относительно входной частоты.

Так вот, эти противофазные сигналы управляют каналами микросхемы D1 так, что она работает как преобразователь частоты, и на её выходе (то есть, на вторых концах каналов) возникает «адская смесь» суммарно-разностных по частоте сигналов. Суммарный сигнал, а так же, прямой подавляется НЧ-фильтром на дросселе L2 индуктивностью 1 миллигенри и конденсаторах С5, С6.

А разностный сигнал, то есть, демодулированный сигнал, который собственно и нужно получить, через этот фильтр проходит и поступает на УНЧ на «бородатой» микросхеме К174УН7. Впрочем, УНЧ можно сделать и на более «молодом» экземпляре, — суть дела от этого существенно не изменится.

Входной сигнал от УРЧ с контурами или от антенны поступает на первичную обмотку ВЧ-трансформатора Т1. Трансформатор выполнен на ферритовом кольце внешним диаметром 10 мм. Намотка выполняется втрое сложенным проводом типа ПЭВ 0,43, всего 10 витков. Затем, три части соединяются так что одна образует первичную обмотку, а две других включаясь последовательно образуют вторичную.

На среднюю часть вторичной обмотки трансформатора Т1 поступает половина напряжения питания микросхемы D1 через делитель на резисторах R1 и R2. С других концов этой обмотки противофазные сигналы поступают пары параллельно включенных каналов микросхемы D1. Управляет переключением каналов D-триггер на D2, на вход «С» которого поступает частота гетеродина (прямоугольные логические импульсы частотой вдвое больше частоты входного сигнала).

Напряжение питания всего тракта 9V, но для питания цифровых микросхем D1 и D2 требуется постоянное напряжение 5V, для его получения используется интегральный стабилизатор на микросхеме А1. Диод VD1 защищает микросхему А1 от обратного напряжения, которое может иметь место, если после выключения питания напряжение на С11, то есть на входе микросхемы, упадет до нуля раньше чем напряжение на С4, то есть на выходе микросхемы.

В таком случае возможно повреждение микросхемы. Но диод VD1 этого не допускает, принудительно понижая напряжение на выходе А1, если напряжение на входе снижается быстрее.

УНЧ выполнен на микросхеме А2 К174УН7. В данной схеме регулировка усиления / громкости осуществляется не при помощи переменного резистора -делителя ЗЧ-сигнала, поступающего на вход УНЧ, а непосредственно регулируется именно коэффициент усиления УНЧ.

Это дает важное преимущество, выражающееся в том, что нет избыточного коэффициента усиления УНЧ, и поэтому, он менее чувствителен к помехам и наводкам, меньше шумит. Регулировка коэффициента усиления УНЧ осуществляется переменным резистором R9, которым регулируется коэффициент отрицательной обратной связи по переменному току.

Детали

Нагружен УНЧ на динамик В1 сопротивлением звуковой катушки от 8 до 16 Ом. Но можно использовать и динамик меньшего сопротивления, — да подойдет практический любой широкополосной динамик мощностью от 0,5W и выше. Все электролитические конденсаторы в этой схеме на напряжение 16V.

Но, можно использовать на любое напряжение начиная от 10V. А для конденсаторов С2, С4 и С8 даже от 6V. Дроссели L1 и L2 — готовые изделия.

Но можно и намотать самому, на феррите, рассчитав числа витков по одной из известных формул. Точность их индуктивностей не обязательна. L1 может быть от 30 до 300 мкГн, L2 от 0,5 до 2 мГн.

Горчук Н. В. РК-06-17.

Схема КВ приемника прямого преобразования 1,8-28 МГц » Паятель.Ру

Приемник предназначен для наблюдения за радиолюбительским эфиром в шести диапазонах: 28 мгц, 21мгц, 14 мгц, 7 мгц, 3,5мгц и 1,8мгц. Может принимать телефонные (однополосная модуляция) и телеграфные сигналы. Рабочий диапазон выбирают сменой картриджа (платы с разъемом) с контурами, который устанавливается в щелевое гнездо в корпусе приемника (аналогично меняются картриджи в игровых приставках к телевизорам).

Такая конструкция хороша тем, что можно сначала сделать приемник на два-три диапазона, а потом их число увеличивать как угодно, изготовлением дополнительных картриджей.

Чувствительность приемника во всех диапазонах не хуже 0,3 мкв при отношении сигнал/шум 10 дб. Подавление AM не хуже 70 дб. Таких высоких характеристик удалось достигнуть благодаря использованию смесителя на полевых транзисторах с отрицательно-смещенным затвором.

Дело в том, что такой смеситель по сравнению с диодным имеет значительно меньший уровень шума, как раз на уровне обычного постоянного резистора с сопротивлением, равным сопротивлению открытого канала полевого транзистора.

В результате шумы в значительно меньшей степени ограничивают реальную чувствительность. Кроме того, полевой транзистор, в данном случае работает как резистор, управляемый напряжением гетеродина, и практически не детектирует AM сигналы.

Принципиальная схема показана на рисунке 1. Преобразователь частоты сделан на VT1 и VT7. Входной сигнал от входного контура (схема картриджа с контурами показана на рисунке 2) поступает на него через контакт XS1.2 разъема XS1 (в него устанавливается картридж).

Гетеродин сделан на транзисторах VT3-VT6. Собственно задающий генератор на VT3, его частота определяется контуром, подключенным к XS1. 5, настройка при помощи переменного конденсатора, подключенного к выводу 1 платы (через XS1.4 — к гетеродинному контуру). На транзисторах VT5-VT7 сделан усилитель гетеродинного сигнала, который обеспечивает максимальную развязку между преобразователем и задающим генератором.

Амплитуда выходного ВЧ напряжения равна 1,5В. Это напряжение, через трансформатор Т1 поступает на затворы транзисторов смесителя в противофазе. В результате каждой полуволне соответствует открытое состояние одного из транзисторов, и соответственно частота гетеродина должна быть вдвое ниже частоты принимаемого сигнала. Это удобно и тем, что обеспечивает более стабильную работу генератора на высокочастотных диапазонах.

Для создания оптимального режима работы полевых транзисторов, при котором обеспечивается максимальная чувствительность приемника при минимальных шумах, используется отрицательное смещение затворов этих транзисторов при помощи R1 (на вывод 19 платы, через резистор подается отрицательное напряжение).

Оптимальное смещение для КП303И составляет — 2,5В. После преобразователя следует ФНЧ на C6L1C7, он настроен на пропускание частот до 2,5 кГц. Потом идет предварительный УЗЧ на VT2 (для снижения уровня шумов транзистор работает в микротоковом режиме с коллекторным током 0.2 мА) и далее основной усилитель на операционном усилителе DA1, обеспечивающий усиление около 1500. Нагрузка-высокоомные головные телефоны или небольшой УЗЧ с малогабаритным динамиком, они подключаются к выводам 8 и 9 платы.

Для улучшения работы в телеграфном режиме используется дополнительный Т-мост в цепи ООС DA1 на элементах R15C22R16C20R17 R18C21, при его подключении (замыкание выводов 12 и 10 платы внешним переключателем) полоса пропускания сужается до 200 Гц.

Схема внешних соединений показана на рисунке 3.

Большинство деталей монтируются на одной печатной плате, на ней установлен разъём от межблочных соединений телевизоров УСЦТ. Посредством этого разъема подключаются сменные платы с диапазонными контурами, на них установлены штырьевые части разъемов.

Операционный усилитель может быть К140УД6, К140УД7, К554УД1. Катушка L1 ФНЧ намотана на ферритовом кольце размера К20Х10Х15. магнитопровод 2000НМ. Она содержит 500 витков ПЭВ 0,06. Возможно использовать и любой другой ферритовый магнитопровод. например кольцо меньшего диаметра, или броневой сердечник, важно уложить нужное количество витков, а индуктивность, в принципе может отличаться в 1,5 раза.

Дроссель L2 — должен быть на 280 мкГн — промышленного производства, но можно намотать по известным формулам на резисторе или ферритовом сердечнике.

Высокочастотный трансформатор намотан на кольце К7Х4Х3 с магнитопроводом 400НН (лучше 100НН). Намотку ведут гремя проводами одновременно, по 20 витков ПЭВ 0,23, одна обмотка при этом первичная, а две другие включают последовательно, образуя отвод.

Диапазонные катушки L3 и L4 наматываются на каркасах диаметром 6 мм с резьбовыми подстроечниками из карбонильного железа, они сделаны из каркасов контуров ПЧ ламповых 1елевизоров УЛПТ, от каркасов отрезается верхняя часть длиной 20 мм.

Данные конденсаторов и числа витков катушек сведены в таблицу.

Схема коротковолнового приемника прямого усиления » Паятель.Ру

Экспериментальная схема радиовещательного коротковолнового приемника, работающего в диапазоне 5.8 — 12.15 МГц. Особенность приемника в том. что он выполнен по схеме прямого усиления, но несмотря на это по избирательности и чувствительности он не хуже простого супергетеродинного аппарата аналогичной сложности схемы.

В то же время, из-за отсутствия преобразователя частоты приемник лишен подверженности таким помехам. как прием по зеркальному каналу и интерференционным помехам, свойственным супергетеродинным схемам. Однако, качество приема омрачается более низкой селективностью по соседнему каналу, по сравнению с супергетеродинным приемником с пьезокерамическим фильтром ПЧ, и более сложной настройкой входного перестраиваемого ФСС.

В общем, схема экспериментальная, и как любому экспериментальному образцу ей присуще множество достоинств и множество недостатков

Входной сигнал из антенны поступает на входной перестраиваемый двухконтурный фильтр на катушках L1 и L2. Связь между звеньями фильтра двоякая, — непосредственная, за счет общей точки катушек L1 и L2, которая зашунтирована емкостью С4 чтобы понизить уровень связи, и индуктивная за счет взаимной индукции катушек (катушки расположены строго параллельно друг другу и точно на расстоянии 30 мм между центрами их каркасов).

В результате, несмотря на то. что в процессе перестройки контуров сильно меняется соотношение L/C составляющих контуров, связь между контурами остается примерно стабильной, близкой к критической, что позволяет получить наибольшую селективность во всем диапазоне частот.

Настройка на станцию, — переменным конденсатором С1. Переменный резистор R2 служит для ручной регулировки чувствительности приемника (автоматическая регулировка усиления не предусмотрена).

Усилитель ВЧ сделан по двухкаскадной схеме на транзисторах VT1-VT3. Второй каскад (на VT2 и VT3) каскадный, связь между каскадами непосредственная. Амплитудный детектор выполнен на транзисторе VT4.

Через регулятор громкости R9 продетектированный сигнал поступает на УНЧ на микросхеме А1. Чувствительность УНЧ можно регулировать резистором R12. Здесь можно использовать УНЧ по любой другой схеме (или подключить выход детектора к входу готового усилителя).

Катушки входного контура намотаны на пластмассовых каркасах от контуров модулей цветности старых отечественных телевизоров типа 3-УСЦТ (каркас диаметром 5 мм с подстроечником из феррита 100НН). Контурные катушки L1 и 1_2 одинаковые, — по 16 витков, катушки связи L3 и L4 — по 3 витка. Экранировка катушкам не нужна (противопоказана) Катушки должны быть расположены параллельно друг другу и так. чтобы расстояние между осями каркасов было 30 мм.

Фнч для приемника прямого преобразования. Приёмник прямого преобразования

Гетеродин сделан на транзисторах VT3-VT6. Собственно задающий генератор на VT3, его частота определяется контуром, подключенным к XS1.5, настройка при помощи переменного конденсатора, подключенного к выводу 1 платы (через XS1.4 — к гетеродинному контуру). На транзисторах VT5-VT7 сделан усилитель гетеродинного сигнала, который обеспечивает максимальную развязку между преобразователем и задающим генератором.

Схема внешних соединений показана на рисунке 3.

Данные конденсаторов и числа витков катушек сведены в таблицу.

Н а этой странице представлена глава из книги В. Т. Полякова «Радиолюбителям, о технике прямого преобразования» издания 1990 г — «приемник на 80 м».

Принципиальная схема приемника приведена на рисунке ниже.

Сигнал из антенны через конденсатор связи С1 поступает на входной контур L1 C10 C11 и далее на смеситель, выполненный на двух включенных встречно-параллельно кремниевых диодах VD1, VD2. Нагрузкой смесителя служит П-образный фильтр нижних частот L3 C10 C11 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 VT1. Катушка контура гетеродина включена в коллекторную цепь. Гетеродин и входной контур перестраиваются по диапазону одновремено, сдвоенным блоком конденсаторов переменой емкости С3, С6, причем частота настройки гетеродина(1,75…1,9МГц) вдвое ниже частоты настройки входного контура.

Усилитель НЧ выполнен по схеме с непосредственой связью между каскадами, на транзисторах VT2, VT3. Нагрузка 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 распостраненные унифицированные каркасы от катушек радиовещательных радиоприемников). Намотка — виток к витку. L1 содержит 14 витков провода ПЭЛШО 0,15, L2 — 32 витков провода ПЭЛШО 0,1. Отводы у обеих катушек — от четвертого витка, считая от заземленного провода.

Катушка фильтра L3 индуктивностью 100 мГ намотана на магнитопроводе К18×8×5 из феррита 2000НН и содержит 250 витков провода ПЭЛШО 0,1…0,15. Можно применить магнитоповод К10×7×5 из того же феррита, увеличив число витков до 300, либо К18×8×5 из феррита 1500НМ или 3000НМ(в этом случае обмотка должна состоять из 290 или 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 ухудшаться. 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 p-n-p транзисторы. Желательно, однако, чтобы VT2 был малошумящим(П27А, П28, МП39Б),а коэффициент передачи тока каждого из 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 180×80 мм и двух боковых планок длиной по 110 и высотой 20 мм, привинченых по бокам передней панели в нижней ее части. Все эти детали выполнены из дюралюминия. К планкам крепится монтажная плата размерами 180×55 мм из фольгированного гетинакса. Расположение деталей на плате, на рисунке ниже.

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

Налаживание приемника начинают с проверки режимов транзисторов, по постоянному току. Напряжение на коллекторе транзистора VT3 должно составлять 7…9 в. Если оно отличается от указанного, подбирается резистор R3. Напряжeние на эмиттере транзистора VT1 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 снизиться, из-за уменьшения шумов смесителя. Подсоеденив антенну, производят настройку на 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 C1 такой, чтобы большинство станций прослушивалось со средней громкостью. Это избавляет от введения специального регулятора громкости.

Правильно налаженный приемник имет коэффицинт усиления, измереный как отношение звукового напряжения на телефонах, к высокочастотному напряжению на клеммах антенны, около 15 000. Напряжение собственых шумов приемника, приведеного к клемме антенны, не превышает 1мкВ. Телеграфный сигнал величиной 1,5 …2 мкВ уже хорошо различается в телефонах.

Шум эфира при использовании антенны длиной всего несколько метров намного превосходит собственные шумы приемника. Однако, для получения достаточной громкости приема желательно, чтобы длина антенны была не менее 15…20 м.

Пресытившись конструкциями на лампах и современных компонентах в последнее время в ностальгическом порыве маюсь конструкциями на германиевых транзисторах.

Начитавшись на форумах, что, дескать, из-за несовершенства технологии производства их параметры со временем сильно деградируют, для проверки своих запасов даже приобрёл промышленный измеритель параметров транзисторов и маломощных диодов Л2-54.

Протестировал более сотни разных экземпляров транзисторов и могу с удовлетворением отметить, что ни один не забраковал – все как минимум с полуторакратным (а чаще всего с 2-3 кратным) запасом соответствуют справочным данным. Так что совсем не грех их трудоустроить, тем паче, что в мою юность многие из них были столь же желанны, как и недоступны.

И начинаем традиционно – с постройки УНЧ .

Целый ряд популярных и по сей день радиолюбительских приемников, например , выполнены на германиевых транзисторах и рассчитаны на работу на дефицитные ныне высокоомные наушники. Рекомендуемые там же для повышения выходной мощности простые эмиттерные повторители способны обеспечить более-менее пристойное звучание лишь на связные низкоомные наушники (100- 600 Ом) или низкоомную нагрузку (4-16 Ом современные наушники или динамик), подключаемую через трансформатор с Ктр не менее 1/5 (1/25 по сопротивлению) и всё равно при малых уровнях сильно сказывается искажения типа ступенька. Можно, конечно, попробовать притулить туда современные УНЧ на ИМС, но они требуют плюсовое питание. Можно пойти еще дальше и перевести конструкции на современные транзисторы, но… теряется «изюминка», вкус времени — «ностальжи», так что это не наш путь.

Существенно улучшить качество звучания на низкоомную нагрузку и обеспечить громкоговорящий прием поможет усилитель мощности с глубокой ООС (рис.1 обведён синей рамкой), подключаемый вместо высокоомных наушников.

Как видим, его схема почти классика 60-70гг. Отличительной чертой является глубокая (более 32 дБ) ООС по постоянному и переменному току (через резистор R7), что и обеспечивает высокую линейность усиления (при средних уровнях Кг менее 0,5%, при малой (менее 5 мВт) и максимальной мощности (0,5 Вт) Кг достигает 2%). Несколько непривычное включение регулятора громкости обеспечивает повышение глубины ООС при уменьшении громкости, благодаря этому оказалось возможным сделать УНЧ более экономичным (ток покоя всего УНЧ ППП не более 7 мА) практически при полном отсутствии искажений типа «ступенька». Конденсатор С6 ограничивает полосу пропускания на уровне примерно 3,5 кГц (без него она превышает 40 кГц!), что также снижает уровень собственных шумов – УНЧ очень тихий. Уровень собственных шумов на выходе примерно 1,2 мВ! (при заземлённом левом выводе С1). Общий Кус со входа (с левого вывода С1) примерно 8 тыс. Т.о. уровень собственных шумов приведенных ко входу — примерно 0,15 мкВ. При подключении к реальному источнику сигнала (ФНЧ) за счет токовой составляющей уровень собственных шумов, приведенных ко входу, возрастает до 0,3-0,4 мкВ.

В выходном каскаде применены недорогие и надежные ГТ403. УНЧ способен выдать «на гора» и большую мощность (до 2,5 Вт на нагрузке 4 Ома), но тогда потребуется установить транзисторы на радиаторы и/или применить более мощный (П213, П214 и т.п.), но, на мой взгляд, 0,5 Вт и современном чувствительном динамике «за глаза» хватает даже при прослушивании музыки. Для усилителя НЧ пригодны практически любые германиевые низкочастотные транзисторы соответствующей структуры и Н21э транзисторов не менее 40 (Т2, T3, Т4 –МП13-16, МП39-42, а Т5- МП9-11, МП35-38). Если планируется применение этого УНЧ в ППП, то нужно, чтобы Т1 был малошумящим (П27А, П28, МП39Б). Для выходного каскада пары Т4,Т5 и Т6,Т7 желательно подобрать с близкими (не хуже +-10%) значениями Н21е.

За счет глубокой ООС по постоянному току режимы УНЧ устанавливаются автоматически. При первом включении проверяют ток покоя (5-7 мА) и при необходимости добиваются требуемого подбором более удачного экземпляра диода. Упростить эту процедуру можно, если воспользоваться китайским мультиметром. Он в режиме прозвонки диодов пропускает через диод ток примерно 1 мА. Нам нужен экземпляр с падением напряжения порядка 310-320 мВ.

Для испытаний мощного УНЧ была выбрана схема простого двухдиапазонного ППП RA3AAE. Давно хотел её попробовать, да всё как-то руки не доходили, а тут такая оказия (hi!).

Сразу сделал небольшие корректировки схемы (см. рис.3), которые здесь и опишу. Всё остальное, в т.ч. и процесс настройки смотрите в книжке .

В качестве двухзвенного ФНЧ уже традиционно применил магнитофонную универсальную головку, что обеспечило повышенную селективность по соседнему каналу. Катушка ФНЧ имеет довольно большую собственную емкость, поэтому она существенно нагружает ГПД, особенно если намотана не ПЭЛШО, а простым проводом типа ПЭВ, ПЭЛ (в т.ч. и магнитофонные ГУ). В этом случае собственная емкость катушки настолько велика, что весьма проблематично запустить ГПД с нормальной амплитудой на диодах — с этим сталкивались многие коллеги. Вот поэтому сигнал ГПД лучше снимать не с отвода катушки, а катушки связи, что исключает все эти проблемы и заодно полностью исключает попадание напряжение ГПД на вход УНЧ. Дабы не заморачиваться намоткой нашел подходящие готовые катушки и вперёд, к испытаниям ППП и неожиданно натолкнулся на серьезные «грабли» — при переключении на 40м диапазон амплитуда сигнала ГПД на катушке связи уменьшается в 2 раза! Ладно, подумал я, может у меня гранаты, то бишь катушки, не той системы (hi!). Нашел каркасы и перемотал строго по автору (см. фото)

и здесь надо отдать должное Владимиру Тимофеевичу — без дополнительных телодвижений сразу попал в указанные частотные диапазоны — как входных контуров, так и ГПД.

Но… проблема осталась, а это значит, что нельзя оптимально настроить смеситель на обоих диапазонах – если выставить оптимальную амплитуду на одном, то на другом диоды будут или закрыты или практически постоянно открыты. Возможен только некий средний, компромиссный, вариант установки амплитуды ГПД, когда смеситель будет более-менее работать на обоих диапазонах, но с повышенными потерями (до 6-10 дБ). Решение проблемы оказалось поверхности – использовать свободную группу переключения в тумблере для коммутации эмиттерного резистора, которым и будем устанавливать оптимальную амплитуду ГПД на каждом диапазоне. Для контроля и регулировки оптимальной амплитуды ГПД применим такую же методу, как в .

Для этого левый (см. рис.3) вывод диода D1 переключаем на вспомогательный конденсатор 0С1. В результате получается классический выпрямитель напряжения ГПД с удвоением. Этот своеобразный «встроенный ВЧ вольтметр» и дает нам возможность провести фактически прямое измерение режимов работы конкретных диодов от конкретного ГПД непосредственно в работающей схеме. Подключив для контроля к 0С1 мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения, подбором эмиттерных резисторов (с начала R3 на 40м диапазоне, затем R5 на 80м) добиваемся напряжения +0,8…+1 В – это и будет оптимальное напряжения для диодов 1N4148, КД522,521 и т.п. Вот вся настройка. Подпаиваем вывод диода обратно на место, а вспомогательную цепочку убираем. Теперь при оптимальном работающем смесителе можно оптимизировать (увеличить) его подключение к входному контуру (отвод делается не от 5 , а от 10 витка L2), тем самым повысить чутьё на 6-10дБ на обоих диапазонах.

По цепи питания мощного двухтактного УНЧ возможны большие пульсации напряжения, особенно при питания от батарей. Поэтому для питания ГПД применен экономичный параметрический стабилизатор напряжения на Т4, где в качестве стабилитрона использован обратносмещённый эмиттерный переход КТ315 (что было под рукой). Выходное напряжение стабилизатора выбрано порядка -6..-6,5в, что обеспечивает стабильную частоту настройки при разряде батареи вплоть до 7в. Из-за пониженного напряжения питания ГПД число витков катушки связи L3 увеличено до 8 витков. Но у КТ315 разброс по напряжению пробоя эмиттерного перехода довольно большой – первый попавшийся дал 7,5в – многовато, второй дал 7в (см. графики из )

– уже хорошо, применив в качестве Т4 кремниевый КТ209в получил требуемые -6,3в. Если не хочется заморачиваться с подбором, можно в качестве Т5 поставить КТ316, тогда Т4 должен быть германиевым (МП39-42). Тогда имеет смысл для унификации и в ГПД поставить КТ316 (см. рис.4), что положительно скажется на стабильности частоты ГПД. Именно такой вариант у меня сейчас работает.

Приёмник прямого преобразования «Приятель-26»

(08.12.2016)

Примечание : я излагаю своё личное мнение. Нравится кому-то оно или нет — это другой вопрос. Но, я своё мнение никому не навязываю.

Традиционное обсуждение «Карманного приёмника для наблюдения QRP станций на 14060», особого интереса у меня не вызвало. Это, если не ошибаюсь 10-е обсуждение, все предыдущие успешно завершились на стадии разговоров. Ни малейших попыток что-то собрать, ни один из участников не предпринял.
В этот раз подключился Евгений UA4NU, а это уже кардинально меняет обстановку. Мы с Евгением «одной крови», раз Евгений заявил, что соберёт такой аппарат, значит соберёт!
Либо он ничего бы и не заявлял…
Я, естественно, тоже подключился. Но, я без заявлений, просто подключился…

Насчёт «карманного», это не ко мне, я претендую собрать «сравнительно портативный» и достаточно чувствительный приёмник. Обязательств я на себя никаких не брал, тема не мной поднята, поэтому я абсолютно спокойно и руководствуясь исключительно своими мотивациями и решениями , приступил.

Недавно мне попалось несколько штук МП101, они для меня дефицит! Кто не вникал, транзисторы МП101А с нормированным коэффициентом шума и нисколько не уступают знаменитым малошумящим П27А и П28А. При этом, МП101А имеет существенно ниже предельную частоту усиления, 0.5 мГц!
Для применения в приёмниках/ трансиверах прямого преобразования, эти транзисторы просто идеальны.

УНЧ прост по схеме, экономичен, обладает высоким усиление и налаживается предельно просто — нужно подобрать R4 и R3, что-бы на эммитере предвыходного транзистора было ровно половина напряжения питания, в данном случае это 6 вольт.

Подключаешь тестер и подбираешь резисторы. Задача, до смешного простая.

Место знаменитой LM386, в сравнении с этим усилителем, по моему мнению, в ближайшей урне! Вот конденсатор в цепи обратной связи, С1, желательно из старых — добрых «ленточных», например МБМ… В данной схеме очень импортные, очень красивые, элегантные, небольших размеров конденсаторы начинают работать не «конденсаторами», а «кварцам»! Генеруют сотни килогерц. Обнаружить можно только осциллографом, если заподозрите, что УНЧ работает мерзко: усиление поганое, сигнал мерзейший — металлический. «Плавали — знаем»!

Вот они эти конденсаторы, я их очень ценю и использую только по делу!

Рассмотрел возможность сборки супергетеродина, с кварцевым фильтром на 5741 кГц.

Плавную перестройку варикапами… Но, отказался, излишняя универсальность — нет смысла. Плавная перестройка неплохо, но придётся всё равно иметь дополнительный калибратор на 14060, иначе никак точно частоту не установить! Плавный гетеродин в районе 8320 кГц:

в полевых условиях — это угроза необходимости подстраиваться…

С УНЧ всё решено отлично, далее важный вопрос — смеситель ! «Детекторный ППП» к которым я отношу все аппараты, где входной контур нагружен примитивным диодным смесителем, на одном диоде, или транзисторе в виде диода я не рассматриваю, я их вычеркнул навсегда из своей практики! Входной контур должен быть высокодобротным, а смеситель балансным!

====================================================================

Детекторный приёмник. Контур сильно шунтируется нагрузкой, избирательность очень низкая.

Почти тот же детекторный приёмник, но это уже «приёмник прямого преобразования»!

Естественно это до предела упрощённые схемы, например, нужно, как минимум добавить ВЧ дроссель и УНЧ, но для объяснения, моего критического отношения достаточно!

Поэтому, ожидать уж слишком высокого качества работы данных вариантов приёмника прямого преобразования не следует…

==============================================================

Никакие уродования балансного смесителя в небалансный я не признаю. Поэтому балансный смеситель нужно нагружать на трансформатор с отводом от середины обмотки. Отлично, если попадётся согласующий трансформатор из УНЧ старых транзисторных приёмников, из польского телефонного аппарата попался великолепный трансформатор, в общем, любой подходящий. Смеситель можно выбирать из приличного ассортимента: 174ПС1, 435ПС1, 235ПС1, 526ПС1 импортные: NE602, NE612, буквы могут отличаться у разных фирм, главное цифры и т. д. Словом, микросхемы балансных смесителей работают, примерно одинаково и использовать можно любой подходящий и доступный.

Правее конденсатора МБМ видна микросхема смесителя, нагруженная на трансформатор, имеющий вывод от середины обмотки и правее катушка НЧ фильтра на входе усилителя.
С трудом себе представляю, что у кого-то всё это может не получится!

Понятно, что моё сообщение не адресовано к: «Vasja231», «Micha123», Alex-II, а к радиолюбителям, работающим в эфире .

https://pandia.ru/text/80/271/images/image015_17.jpg»>

Двухполосный приём, для приёма 14060 гетеродин можно настроить на 14059, или 14061, это дело личного вкуса!

Настраиваю контур на нужную частоту, добиваясь, что бы подстроечный конденсатор контура был примерно в среднем положении, что бы иметь возможность подстраивать контур при подключении самых различных антенн.

Получилось: катушка диаметром 12 мм, 10 витков, емкость конденсатора 82 пф и подстроечник, в средем положении, примерно 20 пф, т. е примерно 100пф.
Катушка связи с антенной 3 витка, но это некритично и, на практике, можно добавить витков, или наоборот уменьшить, в зависимости от антенны. Если будет использоваться постоянная антенна, то можно подобрать катушку связи, если возникнет такое желание…

Но, вообще-то наличие подстроечного конденсатора для подстройки входного контура острую необходимость подбирать витки связи катушки с антенной снимает…

Вход сделан по следующему варианту. Истоковый повторитель не даёт усиления по напряжению, но очень хорошо изолирует контур от последующих каскадов, добротность контура получается высокой и настройка на частоту очень узкая, что и требуется!

Конструкция завершена!

Насчёт чувствительности:

При прикосновении пальца к антенному входу слышен шум эфира, это в 22.07 МСК на 14060. Приличная чувствительность! Но, естественно, основная проверка в лесах — полях, для этого ППП «Приятель-26» и предназначен!

10.12.2016 «Приятель-26» в поле.

Согласно моим взглядам, никакое словоблудие, на тему: «Ах, как хорошо работает аппарат!», не заменяет реальную проверку аппарата. (Правда, я вообще словоблудие на дух не переношу!)

Поэтому я отправляюсь в леса — поля. Я уже довольно много собрал «полевых» аппаратов, но каждое первое испытание всегда интересно и волнительно!

Никаких «вигвамов», палаток, всё честно, на ветру.

7 и на высотке довольно промозгло! (провод антенны на втором плане виден).

По стечению семейных обстоятельств, я могу прослушать только первый 5 минут рандеву, попросил коллег, у кого есть возможность, поработать раньше минут на 15, что бы я мог послушать. Правда, никто не отозвался…

Развёртываю радио, «Приятель» плюхается в снег, но не страшно!

В этот раз я проявил невероятную предусмотрительность! Не забыл карандаш и лист бумаги…

Так оживляет аппарат светодиод! «На палец», даже в полевых условиях шум эфира появляется!

Протягиваю метров 5-7 провода антенны.

Моя радио — позиция. Слабенькое, но всё — таки укрытие от ветра!

Станции проходят слабо, но проходят, принимаю, ура и всё такое!

Слышу обрывки фраз: «Анатолий, Евгений….». Работает аппарат и прилично!
Но… мне нужно убегать!! До дома ещё более километра.

Бесцеремонно сворачиваю радио. А что «Приятелю» в металлическом прочном корпусе сделается?

Прибежал, быстро включаю радио, фото мутное, фотоаппарат с мороза… Но, уже на 14060 тихо…

«Приятель», я в спешке, шваркнул в снег. Ему это по фигу!

Посмотрел, ура! Принимал я QRP станции и успешно!

Виктору UA1CEX громадная благодарность!

Косвенно слышал работу UA1ADP/, «дробь» не разобрал, кажется, работает из машины,

но я не уверен. Но, неважно!

Приёмник работает лучше, чем я рассчитывал!

За приличную работу данного варианта приёмника прямого преобразования отвечаю!

Друзья, до встречи в эфире!

73! UA1CEG Юрий Александров, д. Гарболово. Ленинградской области , Всеволожского района.

Для схемы «Приемник прямого преобразования»

Для схемы «УЛУЧШЕНИЕ ИЗБИРАТЕЛЬНОСТИ ПРИЕМНИКОВ»

РадиоприемУЛУЧШЕНИЕ ИЗБИРАТЕЛЬНОСТИ Простые приемники с промежуточной частотой (ПЧ) 465 кГц имеют, как правило, невысокую избирательность. Подавление нерабочей полосы в таких приемниках отсутствует или весьма незначительно. Предлагаемая схема позволяет улучшить подавление нижней боковой полосы на 23… 24 дБ и может быть встроена практически в любой приемник с ПЧ 465 кГц. Схема содержит два смесителя на встречно-параллельных диодах и фазовращатели, описанные В.Поляковым . Настройка гетеродина производится сердечником L3 и подбором емкости СЗ. Частоту генерации надобно установить приблизительно 232 кГц. При этом в телефонах включенного приемника слышен шум, уровень которого уменьшается при ввинчивании или вы-винчивании сердечника. Ввинчивая сердечник, следует найти положение, при котором шум начинает уменьшатся, при этом частота генерации соответствует нижнему скату АЧХ УПЧ. Автоматическое отключение радиоаппаратуры Более точно это можно сделать при наличии ГКЧ (изме-рителя АЧХ). Подключив осциллограф или ВЧ вольтметр к отводу L4, настройте контур L5, С6 в резонанс (232 кГц). Затем подайте на вход УПЧ сигнал с ГСС, соответствующий нижней боковой полосе (460…464 кГц), и резистором R5 добейтесь минимального сигнала на выходе приемника. Детали. Отношение числа витков катушек L1 и L2 — 4:1…2:1. Для стандартных контуров ПЧ с ферритовыми чашками L2 имеет 15…30 витков. Для L3, L4 и L5 использованы сердечники СБ-1. L3 содержит 100 витков, L5 — 200 витков с отводом от середины, L4 — 30 витков. Провод — диаметром 0,12…0,15 мм. L6 и L7 — дроссели Д0,1 500 мкГн. L8 намотана в два провода и имеет 400…500 витков. Провод — диаметром 0,1 мм, сердечник — ШЗхб от малогабаритного трансформатора УНЧ. L9 — 300 витков провода 0,1мм на кольце К 16х8х4 2000 ИМ. Конденсаторы С2, СЗ, С4 — типа КСО. В изготовленном приемни…

Для схемы «АВТОМАТИЧЕСКОЕ СМЕЩЕНИЕ В СМЕСИТЕЛЕ»

Узлы радиолюбительской техникиАВТОМАТИЧЕСКОЕ СМЕЩЕНИЕ В СМЕСИТЕЛЕВ. ПОЛЯКОВ (RA3AAE), г. МоскваСмеситель на встречно-параллельных диодах (В. Поляков. Смеситель приемника прямого преобразования. -«Радио». 1976, №12. с. 18-19.) позволяет реализовать высокую чувствительность и помехоустойчивость преобразования, малый уровень напряжения гетеродина на антенном входе. Однако у такого смесителя есть недостаток — он требует точного подбора напряжения гетеродина. Дело в том, что для получения максимального коэффициента передачи смесителя диоды должны открываться только на пиках гетеродинного напряжения Uгет (рис. 1), причем скважность т/Т импульсов тока iд через диоды должна составлять примерно 0,5. Если в смесителе используются кремниевые диоды с напряжением отсечки Uотс, равным 0,5 В, то амплитуда гетеродинного напряжения должна быть 0.6…0,75 В. Схемы таймер для периодического включения нагрузки При меньших его значениях диоды будут практически закрыты, а при больших почти все пора оказываются открытыми. В обоих случаях коэффициент передачи смесителя уменьшается. рис. 1Устранить указанный выше недостаток можно введением в смеситель цепи автоматического смешения, которая при изменении напряжения гетеродина будет соответственно изменять и напряжение отсечки диодов, поддерживая тем самым постоянной скважность импульсов тока через диоды. Модифицированная схема смесителя показана на рис.2. Для повышения симметричности смесителя в него добавлены ещё два включенных встречно-параллельно диода V3, V4, а цепь автоматического смешения R1C1 включена в диагональ образовавшегося моста. Постоянная времени цепочки R1C1 должна быть больше периода наинизшей воспроизводимой звуковой частоты, иначе напряжение смешения будет «промоду…

Для схемы «Экспериментальные детекторные УКВ-СВЧ приемники»

РадиоприемЭкспериментальные детекторные УКВ-СВЧ приемникиДетекторный приемник на диапазон 100-200 МГцСхема приемника, приведенная на рис.1, использует настраиваемую линию в корпусе, спаянном из меди или фольгированног стеклотекстолита. Катушка L2 содержит 4 витка посеребренного провода. Внутренний диаметр катушки — 12 мм, длина намотки — 12 мм. Отвод произведен от середины. Катушка L1 выполенна в виде одного витка поверх L2. Конденсатор C2 произведен из медной пластинки размером 25х50 мм с тефлоновой прокладкой толщиной 0,125 мм. Можно применить обычный опорный ВЧ конденсатор. Приемник полезен при настройке СВЧ аппаратуры как волномер.Радиолюбитель UA3ZNW превратил тот самый приемник в приемник (рис.2).Конденсатор С2 — сторона двухстороннего стеклотекстолита из которого был выполнен резонатор. Схема терморегулятора на симисторе При использовании гетеродина и УНЧ из книги В.Полякова «Приемники для любительской связи» (М.ДОСААФ 1981 г., с.64) такой приемник обеспечивал существенно лучший прием, чем приведенный в указанной статье приемник с двухтранзисторным УВЧ на полевых транзисторах КП303! Гетеродин был собран на стенке резонатора. При настройке резонатора на 144 МГц видно подъем шума.Детекторный приемник на диапазон 160-500 МГцКонструкция следующего приемника

Для схемы «ПРОСТОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЕ-ЧАСТОТА»

Цифровая техникаПРОСТОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЕ-ЧАСТОТАИмея в своем распоряжении операционный усилитель и интегральный таймер, можно сделать простой, но обладающий довольно высокими параметрами преобразователь напряжения в частоту (см. рисунок).Таймер DD1 включен по стандартной схеме мультивибратора с той лишь разницей, что времязадаюший резистор заменен генератором тока на операционном усилителе DA1. Такое решение позволило получить нелинейность преобразования, не превышающую 3 процент(ов).При указанных на схеме номиналах элементов изменение входного напряжения от 0 до 5 В вызывало линейное подъем частоты на выходе устройства от 0 до 21 кГц (коэффициент 4,2 кГв/В). В преобразователе напряжение-частота можно использовать отечественный ОУ К140УД7 и таймер КР1006ВИ1. Для получения высокой линейности преобразования отклонение сопротивление резисторов R1-R3, R5 от номинала не должно превышать 0,5 процент(ов).Linearni prevodnik naptlikmitocek. — Amaterske Radio, 1984, N4. c. 152. (Радио 2-85, с61)…

Для схемы «Высокоэффективный преобразователь частоты на электронных ключах»

В наше пора трудно удивить читателей какими-либо новыми схемными решениями — кажется, что все давнехонько уже придумано. И все-таки удивительное — рядом. На тот самый раз сюрприз преподнесла простая и хорошо известная многим радиолюбителям микросхема 74НС4066, содержащая быстродействующие электронные ключи. На основе этой микросхемы автором был разработан оригинальный преобразователь частоты, описание которого предлагается вниманию читателей.В настоящее пора в узлах смесителей приемо-передающей аппаратуры просторно используются быстродействующие ключевые элементы, выполненные, как правило, на полевых транзисторах. Применение таких ключей позволяет видно улучшить динамические параметры смесителей.Однако, как оказалось, возможности быстродействующих электронных ключей совсем не исчерпываются коммутацией аналоговых и цифровых сигналов. На электронных ключах можно реализовать не только смеситель, но и гетеродин. Более того, 4 аналоговых быстродействующих ключа, входящих в состав микросхемы 74НС4066. Схемы удвоения постоянного напряжения на 2кв при предельной простоте позволяют создать высококачественный преобразователь частоты, т.е. узел, содержащий и смеситель, и гетеродин.Структурная схема такого преобразователя частоты, который применен в приемнике преобразования, приведена на рис.1. Основнэя особенность содержится в том, что преобразование происходит на частоте, которая в 2 раза выше частоты гетеродина. Аналогичный принцип используется в смесителе на встречно-параллельных диодах, предл…

Для схемы «»ПОСЛЕДНИЙ ИЗ МОГИКАН…»»

Радиоприем»ПОСЛЕДНИЙ ИЗ МОГИКАН…»Казалось, что пора регенеративных приемников кануло в Лету, причем кануло очень-очень давнехонько -где-то в конце шестидесятых годов. Вот почему совершенно неожиданным для многих было появление несколько лет тому назад на американском рынке регенеративного приемника заводского изготовления. Это был, по-видимому, «последний из могикан…», подхлестнувший на некоторое пора интерес к подобным устройствам.На протяжении нескольких послевоенных десятилетий регенеративные приемники усиления для многих радиолюбителей были первой конструкцией. Несмотря на известные недостатки (в частности, не очень стабильную работу), «регенератор» позволял при минимуме деталей создать аппарат, на котором можно было «охотиться» за дальними станциями. Появление в конце шестидесятых годов преобразования, позволявших устойчиво принимать сигналы CW (телеграф) и SSB (однополосная модуляция) радиостанций, положило конец эпохе регенераторов. Как подключить реостат к зарядному устройству Триумф был быстрым и, казалось, окончательным — радиолюбительскую литературу буквально заполонили описания самых разнообразных конструкций и трансиверов. Причины этого триумфа понятны: простота конструкций (не сложней «регенератора»), хорошая повторяемость (если «не напахать», то работает с первого включения), устойчивая работа. Справедливости ради надо капнуть в эту бочку меда и ложку дегтя. Приемники прямого преобразования плохо работают вблизи от мощных станций (причина -…

Двухдиапазонный приемник прямого преобразования

Двухдиапазонный приемник прямого преобразования собран всего на двух микросхемах и трех транзисторах, но обладает неплохими эксплуатационными характеристиками. Благодаря применению на входе полосового фильтра (вместо одиночного контура) достигается хорошая избирательность по зеркальному и побочным каналам приема.

Входной каскад на полевом транзисторе VT1 позволяет получить высокую чувствительность (не менее 0,5 мкВ) и, кроме того, не нагружает контур L3-C4 полосового фильтра и позволяет получить отличное согласование со входом УВЧ микросхемы DA1.

В микросхеме, кроме усиления ВЧ, смешиваются принятый сигнал и сигнал генератора плавного диапазона. В результате преобразования на первичной обмотке трансформатора Т1 выделяется сигнал звуковой частоты. Трансформатор (согласующий, от любого карманного приемника) играет роль ФНЧ, частота среза которого составляет 2,5—3 кГц и устанавливается подбором емкости конденсатора С20.

Со вторичной обмотки сигнал подается на вход микросхемы DA2 усилителя низкой частоты, которая имеет большой коэффициент усиления. Она надежная, не возбуждается и не перегревается. Нагрузкой усилителя может быть 8-омная динамическая головка или головные телефоны. Уровень громкости устанавливается с помощью переменного резистора R14.

С выхода УНЧ, через резистор R12 и выпрямитель на диодах VD4 и VD5, на вывод 9 микросхемы DA1 подается напряжение АРУ.

ГПД выполнен в виде отдельного блока

для обеспечения наилучшей стабильности частоты Его частота перестраивается в диапазоне 7000 —7200 кГц. При приеме любительских радиостанций в диапазоне 40 м используется первая гармоника сигнала ГПД, а в диапазоне 20 м — вторая. При переходе с диапазона на диапазон переключаются только входные полосовые фильтры L1-L2-C2-C3-L3-C4.

Катушки L1—L3 — готовые, установленные на диапазонных планках (41 и 25 м) радиоприемника ВЭФ-202. Количество витков подбирается так. К обмотке контурной катушки бывшего гетеродина доматываются витки теперь не нужной катушки связи (планка диапазона 41 м) и, наоборот, отматываются витки с входной катушки на планке диапазона 25 м чтобы “подстроечники” катушек могли свободно перемещаться, их резьбу надо смочить спиртом.

Катушка L4 ГПД намотана на готовом фабричном каркасе 010 мм и длиной 27 мм Каркас имеет канавки для укладки провода. Число витков —12, отвод — от 4-го витка. Провод — посеребренный 00,31— 0,35 мм.

Настройка приемника сводится к подбору деталей, обозначенных на схеме “звездочкой”, и укладке границ диапазона плавного гетеродина. Для подстройки полосовых фильтров на переднюю панель приемника выводится ручка конденсатора С1

Конечно, приемник можно сделать многодиапазонным — например, использовав для этой цели бывший отечественный вещательный радиоприемник ВЭФ-202 почти со всеми его собственными узлами (верньерным устройством с конденсатором переменной емкости, барабанным переключателем с диапазонными планками, разъемами входов и выхода, и прочим).

Схема приемника прямого преобразования » S-Led.Ru

Любительский диапазон 40 метров простирается от 7 до 7,2 МГц. Это наиболее густо населенный любительский диапазон. Для наблюдения за работой радиостанций в нем можно сделать простой приемник прямого преобразования на двух микросхемах с кварцевой установкой частоты. Приемник состоит из преобразователя частоты на микросхеме NE612AN (аналог SA612) и усилителя НЧ на микросхеме LM380, работающей с максимальным коэффициентом усиления.

Сигнал от антенны поступает на входной контур L1-C2-C3 через переменный резистор R1 который служит регулятором усиления. Фактически это регулятор чувствительности или плавно регулируемый входной аттенюатор. Вход смесителя микросхемы NE612AN симметричный, поэтому входной контур включен между двумя противоположными входами симметричного входа (выводы 2 и 1). Связь с антенной (и входным аттенюатором) выполнена емкостным трансформатором на емкостях конденсаторов С2 и С3, образующих емкость контурного конденсатора.

Микросхема NE612AN содержит так же и схему гетеродина. Здесь гетеродин с кварцевой установкой частоты. А плавная настройка осуществляется путем отклонения резонансной частоты кварцевого резонатора при помощи последовательной LC-цепи, емкостная составляющая которой регулируется. Так как таким способом слишком уж сильно отклонить частоту без ухудшения параметров сигнала гетеродина не удается, то здесь диапазон разбит на два взаимно перекрывающихся участка, примерно, 6,9…7,12 МГц и 7,1…7,25 МГц. Более точно укладываются участки диапазонов в процессе налаживания подстройкой катушек L3 и L3. В конечном итоге протяженность поддиапазонов зависит и от индивидуальных свойств применяемых резонаторов.

В качестве варикапа работает обычный выпрямительный кремниевый диод VD1.

Питается А1 напряжением 5,5V от параметрического стабилизатора на R7 и VD2-VD3-VD4. Стабилитрон VD2 дает напряжение реально около 4.8-5V. Остальное — на прямых падениях диодов VD3 и VD4.

Результат демодуляции — НЧ напряжение, которое с выхода преобразователя поступает на УНЧ на микросхеме А2. ФНЧ на выходе смесителя, в привычном виде, нет. Есть конденсатор С8, который обрезает высокие частоты, и УНЧ на LM380, который не может работать на ВЧ. Они достаточно справляются с подавлением ВЧ составляющей. Но, при желании, на входе УНЧ можно сделать LC-ФНЧ.

Катушки намотаны на каркасах из пластмассы с подстроечными ферритовыми сердечниками диаметром 2,7 мм. Намотка проводом ПЭВ 0,12. Катушка L1 содержит 20 витков. Катушки L2 и L3 по 33 витка.

Переменный резистор R3 должен быть с линейной характеристикой.

Приемник прямого преобразования 136 кГц

Я описываю простой приемник прямого преобразования, предназначен для связи QRSS и DFCW, как компаньон ARGO или СПЕКТРАН программы. Я не претендую на то, чтобы превзойти выступления профессиональных или коммерческий радиоприемник для радиолюбителей, цель — предложить простой способ для новичка слушайте (конечно, я имею в виду смотреть) сигналы в этом малонаселенном группа. Приемник может быть использован как портативный приемник, быстрое включение. приемник для быстрого просмотра группы или очень низкой стоимости (и выступления) спектр анализатор.В настоящее время я использую это оборудование в тестовых целях (например, визуальный частотомер и т. д.).

Передняя часть описана в другом месте prea136.htm Прицел сводится к максимально возможному уменьшению частоты изображения. у меня есть также попробовал другой интерфейс, основанный на фильтре нижних частот с частотным отсечка 180 кГц. В моем QTH было много нежелательных сигналов на в экран ПК. Фильтр настраивается с помощью генератора сигналов на пропускная способность 300 Гц с центром на 136,650 кГц. Конденсатор связи между катушки также настроены на желаемую полосу пропускания.
Смеситель — хорошо известный NE602. Это не монстр спектаклей но это дает некоторую выгоду, это дешево и легко найти. Остальные аудио усилитель является общим для других приемников прямого преобразования.
Гетеродин — это оригинальная часть моего проекта. Частота фиксируется на 135,500 кГц, так что частота изображения для части QRSS из диапазон (137,600 — 137,800 кГц) падает примерно на 4 кГц ниже. Это позволило для ослабления изображения с помощью простого внешнего фильтра. Осциллятор контролируется 27.Кристалл 100 МГц, частота делится на 200 и прямоугольная волна вводится в смеситель. Отрегулируйте триммер V1 для лучшее соотношение сигнал / шум (или лучшая чувствительность). CV1 настроен для безопасного начала колебаний настройте CV2 на точную частоту 27,100 МГц. Трансформатор Т1 намотан на тороидале Amidon T50-5. основной. 19 витков первичной обмотки, 4 оборота вторичной.
Усилителя звука нет, выход должен быть подключен к аудиоплата компьютера. Если вы предпочитаете звуковую обратную связь, используйте IC усилитель (например,грамм. LM386).
Я обычно настраиваю частоту смещения ARGO, чтобы считывать фактическую частоту. на экране ПК.
Я предлагаю использовать малошумящий операционный усилитель в качестве U2. Стабильность хорошая, так как дрейф xtal осциллятора делятся на 200. Чувствительность тоже хорошая, так как естественный и искусственный шум на полосе высок. Фильтр высокой селективности в передняя часть снижает вероятность перегрузки миксера. В моем Станция приемник подключается к антенне через ФНЧ фильтр передатчика, помогая снизить перегрузку от вещания станции.Считаю, что настроенная рамочная антенна — оптимальный компаньон для этого. приемник.

Приемник прямого преобразования 136 кГц — Сведения о ресурсах

IK2PII описывает здесь простой приемник прямого преобразования, предназначенный для связи QRSS и DFCW, как спутник программ ARGO или SPECTRAN.

Просмотров: 511 | Голосов: 0 | Рейтинг: 0.00

Приемник прямого преобразования около 136 кГц

В настоящее время ресурс находится в списке dxzone.com в единой категории. Основная категория — это Low Frequency VLF ELF , который предназначен для работы в низкочастотной радиосвязи VLF ELF, длинноволновых линий связи. Эта ссылка указана в каталоге нашего веб-сайта со среды, 20 марта 2013 г., и до сегодняшнего дня « 136 кГц приемник прямого преобразования » был использован в общей сложности 511 раз. Пока еще никто не оценил, так что будьте первым, кто оценит эту ссылку!
Вы можете найти другие интересные сайты, похожие на этот, в следующих категориях:

Оцените этот ресурс

еще никто не оценил, так что будьте первым, кто оценит эту ссылку!

Шкала от 1 до 10, где 1 — плохо, 10 — отлично.

Вебмастер, добавьте удаленный рейтинг

Ссылки по теме

Мы подумали, что вас также могут заинтересовать эти дополнительные ресурсы, которые мы выбрали из той же категории:

Поделитесь этим ресурсом

Поделитесь этой ссылкой с друзьями, опубликуйте в популярных социальных сетях или отправьте по электронной почте.

Искать

О нас

DXZone — крупнейшая созданная и поддерживаемая людьми библиотека веб-сайтов, посвященных любительскому радио, в настоящее время ее насчитывается 20.000+ ссылок, организованных в 600+ категорий. Real Hams ежедневно просматривает новые сайты с 1998 года на предмет возможного включения в Каталог и определения лучшего места для их включения.

Подпишитесь на нашу рассылку новостей

Получайте наши последние новости и ссылки по электронной почте. Сервис предоставляется Google FeedBurner

Обзор

Othello ™: новый набор радиочипов с прямым преобразованием частоты исключает каскады промежуточной частоты

Введение

Компания Analog Devices недавно анонсировала революционный трансивер с нулевой ПЧ AD6523 и многополосный синтезатор AD6524.AD6523 содержит основные функции, необходимые как для приемника прямого преобразования, так и для прямого передатчика VCO, известного как передатчик Virtual-IF ^™. Он также включает в себя блок генерации гетеродина и полный встроенный стабилизатор, который подает питание на все активные схемы радиостанции. AD6524 — это синтезатор с дробным коэффициентом деления, который отличается чрезвычайно коротким временем синхронизации, что позволяет использовать расширенные услуги передачи данных по сотовым телефонам, такие как высокоскоростная передача данных с коммутацией каналов (HSCSD) и общие услуги пакетной радиосвязи (GPRS).

Вместе эти две ИС обеспечивают основные функции, необходимые для реализации двух- или трехдиапазонной радиосвязи для сотовых телефонов GSM. Технология прямого преобразования в сочетании с новым поворотом модулятора контура преобразования (или прямого ГУН) сокращает до абсолютного минимума объем внешней фильтрации, необходимой в радиостанции.

Стандарт GSM

Глобальная система для мобильных телефонов (GSM) была официально запущена в 1992 году, после более чем пяти лет разработки стандартов Европейским институтом стандартов электросвязи (ETSI).Целью GSM было объединить Вавилон европейской связи под единым стандартом цифровой сотовой связи. До появления GSM в Европе фактически существовала одна отдельная сотовая сеть для каждой страны, что делало международный роуминг на континенте практически невозможным. С GSM гражданин любой из семнадцати исходных стран мог перемещаться в любую другую страну, используя единственный сотовый телефон. Стандарт, который был написан с расчетом на будущее расширение служб данных и других приложений, вскоре стал популярным во всем мире.Сейчас он принят более чем в 140 странах, в которых работает более 200 сетей.

Полосы частот, первоначально выделенные для GSM, составляли от 890 до 915 МГц для мобильной передачи и от 935 до 960 МГц для мобильного приема. Этот диапазон был расширен до так называемых диапазонов E-GSM от 880 до 915 МГц и от 925 до 960 МГц. Еще одно выделение частот было сделано для дальнейшего увеличения пропускной способности GSM. Эта полоса, распределенная службам цифровой связи (DCS), составляла 1710–1785 МГц и 1805–1880 МГц. Все страны, использующие GSM, используют одну из этих двух пар полос частот, за исключением США, где обе полосы уже были распределены FCC.Частотные аукционы служб персональной связи (PCS) в середине 1990-х сделали доступным набор диапазонов для GSM в США: от 1850 до 1910 МГц и с 1930 до 1990 МГц.

Типичный на сегодняшний день мобильный телефон GSM (или удобный) будет иметь выходную мощность 2 Вт и должен принимать сигналы с низким уровнем -102 дБмВт (менее 1/10 пиковатта). Удобное устройство включает в себя мощное ядро процессора цифровых сигналов (DSP) (эквивалентное ADSP-218x) для кодирования, шифрования, чередования, пакетирования, передачи, приема, де-пакетирования, де-чередования, де-шифрования и декодирования данные, поступающие в аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи голосового диапазона.Не менее мощный микроконтроллер (ARM или Hitachi H8) в сочетании с аппаратным пакетным процессором управляет синхронизацией, необходимой для реализации множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA) и функций скачкообразной перестройки частоты, чтобы поддерживать телефонный звонок на определенном временном и частотном канале. . Микроконтроллер также реализует человеко-машинный интерфейс и управляет всеми необходимыми протоколами для связи с базовыми станциями.

Архитектура радиоустройства

Большинство цифровых сотовых телефонов сегодня включают в свою сигнальную цепочку по крайней мере одно «понижающее преобразование».Это преобразование частоты сдвигает полезный сигнал из выделенного диапазона RF для стандарта (например, на 900 МГц) на некоторую более низкую промежуточную частоту (IF), где выбор канала выполняется с помощью узкого фильтра выбора канала (обычно поверхностной акустической волны). (SAW) или керамического типа). Теперь отфильтрованный сигнал затем преобразуется с понижением частоты либо во вторую ПЧ, либо непосредственно в основную полосу частот, где он оцифровывается и демодулируется в процессоре цифровых сигналов (DSP).

Идея использования прямого преобразования для приемников уже давно вызывает интерес в разработке RF.Причина очевидна: на этапах переделки потребительского оборудования увеличивается стоимость, объем и вес. Для каждого каскада преобразования требуется гетеродин (часто включающий синтезатор частот для привязки гетеродина к заданной частоте), смеситель, фильтр и (возможно) усилитель. Поэтому неудивительно, что приемники прямого преобразования могут быть привлекательными. Устранены все промежуточные ступени, что снижает стоимость, объем и вес ресивера.

Первый радиомодуль Othello ^™ еще больше сокращает количество компонентов за счет интеграции входного малошумящего усилителя GSM (LNA).Это устраняет RF-фильтр (фильтр «изображения»), который необходим для устранения изображения или нежелательного продукта смешивания смесителя и внешнего МШУ. Этот каскад, обычно реализуемый с помощью дискретного транзистора, плюс схемы смещения и согласования, насчитывает в общей сложности около 12 компонентов. Интегрирование LNA позволяет сэкономить от 15 до 17 компонентов, в зависимости от степени согласования, требуемого фильтром (теперь исключенным).

Рисунок 1 — Блок-схема двухдиапазонного радиоприемника Othello ^™

Superhomodyne

^™ Приемник прямого преобразования

Функциональная блок-схема архитектуры двухдиапазонного GSM-радио Othello ^™ показана на рисунке 1.Секция приема находится в верхней части рисунка. Из антенного разъема полезный сигнал попадает в переключатель приема / передачи и выходит по соответствующему пути: 925–960 МГц для диапазона GSM или 1805–1880 МГц для DCS. Затем сигнал проходит через полосовой фильтр RF (так называемый «кровельный фильтр»), который служит для пропуска всей желаемой полосы частот с ослаблением всех других внеполосных частот (блокирующих, включая частоты в полосе передачи), чтобы предотвратить их от насыщения активных компонентов во внешнем интерфейсе радио.За кровельным фильтром следует малошумящий усилитель (МШУ). Это первый элемент усиления в системе, эффективно уменьшающий вклад всех последующих каскадов в системный шум. После LNA смеситель прямого преобразования преобразует полезный сигнал с радиочастоты (RF) полностью в полосу модулирующих частот, умножая полезный сигнал на выходной сигнал гетеродина (LO) на той же частоте.

Затем выходной сигнал каскада смесителя передается в квадратуре (каналы I и Q) на каскад усилителя основной полосы частот с переменным усилением.VGA также обеспечивает некоторую фильтрацию соседних каналов и ослабление внутриполосных блокировщиков. Эти сигналы блокировки представляют собой другие каналы GSM, которые находятся на некотором расстоянии от желаемого канала, скажем, на 3 МГц и выше. Усилители основной полосы частот фильтруют эти сигналы, чтобы они не вызывали насыщение приемных АЦП. После каскада усилителя полезный сигнал оцифровывается приемными АЦП.

Virtual-IF

^{™ Передатчик}

Секция передачи начинается справа, с мультиплексированных входов / выходов I и Q.Поскольку система GSM является дуплексной системой с временным разделением каналов (TDD), передатчик и приемник никогда не работают одновременно. Архитектура радио Othello ^™ использует этот факт для экономии четырех выводов на корпусе ИС трансивера. Квадратурные сигналы передачи поступают в передатчик через мультиплексированные входы / выходы. Эти I- и Q-сигналы затем модулируются на несущей с промежуточной частотой более 100 МГц.

Выход модулятора поступает на фазочастотный детектор (PFD), где он сравнивается с опорной частотой, генерируемой внешним каналом, выбирающим гетеродин.Выходной сигнал PFD — это накачка заряда, работающая на частоте выше 100 МГц, выходной сигнал которой фильтруется довольно широким (1 МГц) контурным фильтром. Выходной сигнал контурного фильтра управляет портом настройки генератора, управляемого напряжением (ГУН), с частотными диапазонами, которые покрывают полосы передачи GSM и DCS.

Выход передающего VCO отправляется в два места. Основной путь ведет к усилителю мощности передачи (PA), который усиливает передаваемый сигнал примерно с +3 дБм до +35 дБм, отправляя его на переключатель приема / передачи и фильтр нижних частот (который ослабляет гармоники усилителя мощности).Усилители мощности двухполосные, с простым управляющим напряжением CMOS для переключателя диапазонов. Выходной сигнал ГУН также поступает на смеситель обратной связи передачи с помощью ответвителя, который представляет собой либо печатную схему, построенную с дискретными индукторами и конденсаторами, либо монолитное (обычно керамическое) устройство связи. Смеситель обратной связи преобразует сигнал передачи с понижением частоты в передающую IF и использует его в качестве сигнала гетеродина для модулятора передачи.

У этого типа модулятора есть несколько названий, но наиболее наглядным из них, вероятно, является «цикл трансляции».Модулятор контура трансляции использует один ключевой аспект стандарта GSM: схема модуляции представляет собой манипуляцию с минимальным сдвигом с гауссовой фильтрацией (GMSK). Этот тип модуляции не влияет на амплитуду огибающей, что означает, что усилитель мощности может быть насыщен и по-прежнему не искажать сигнал GMSK, отправляемый через него.

GMSK можно сгенерировать несколькими способами. В другом европейском стандарте (для беспроводных телефонов) GMSK создается путем прямой модуляции свободно работающего VCO с потоком данных, отфильтрованным по Гауссу.В GSM предпочтительным методом была квадратурная модуляция. Квадратурная модуляция создает точный фазовый GMSK, но дефекты в схеме модулятора (или ступенях преобразования с повышением частоты) могут вызывать флуктуации огибающей, которые, в свою очередь, могут ухудшить фазовую траекторию при усилении насыщенным усилителем мощности. Чтобы избежать такого ухудшения характеристик, производители телефонов GSM были вынуждены использовать усилители с несколько более высокой линейностью за счет снижения эффективности и времени разговора на цикл зарядки аккумулятора.

Модулятор контура трансляции сочетает в себе преимущества прямой модуляции ГУН и, по сути, более точную квадратурную модуляцию.Фактически, схема создает контур фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), состоящий из модулятора, сигнала гетеродина, выхода ГУН и смесителя с обратной связью. Результатом является прямомодулированный выходной сигнал ГУН с идеально постоянной огибающей и почти идеальной фазовой траекторией. Ошибки фазовой траектории, составляющие всего 1,5 градуса, были измерены в ИС приемопередатчика AD6523 с использованием генератора сигналов в качестве сигнала гетеродина для обеспечения эталона для контура.

Частотное планирование

Важным аспектом конструкции радиостанции Othello ^™ является частотный план.Стандарт GSM имеет строгие требования в отношении побочных излучений внутри и вне диапазона. Сотовый телефон GSM должен выдерживать очень высокие уровни блокировок (0 дБм), продолжая при этом нормальный прием. Телефон также не должен излучать паразитные сигналы в других диапазонах выше определенного уровня (в диапазоне приема GSM -112 дБ относительно передаваемого сигнала!).

Архитектура радио Othello ^™ была разработана с учетом всей системы. Частотный план был тщательно разработан, чтобы удовлетворить трем одинаково важным критериям:

Уменьшение побочных излучений от радио
Минимизация полосы пропускания двухдиапазонного гетеродина (гетеродина) VCO
Устраните как можно больше потенциальных блокаторов

Удовлетворение всех этих критериев позволило решить основные проблемы с радиосвязью, всегда имея в виду конечного пользователя и приложение.Окончательное решение получилось одновременно элегантным и практичным.

Уменьшение побочных излучений от радио

Побочные излучения от радио могут вызвать проблемы как в режиме передачи, так и в режиме приема. Непоследовательный сигнал гетеродина может попасть в антенну и «самоблокировать» приемник прямого преобразования, снижая чувствительность. Сигнал гетеродина также может исходить от антенны и ухудшать характеристики других приемников.

В частотном плане Othello ^™ центральная частота гетеродина была выбрана равной примерно 1350 МГц.Это стратегически поместило гетеродин между полосами частот GSM и DCS, позволяя использовать один гетеродин как для GSM, так и для DCS, экономя компоненты. Поскольку эта частота удалена от любого из диапазонов, входные фильтры радиостанции будут ослаблять любой излучаемый сигнал гетеродина, и поэтому он не представляет проблемы как излучаемое побочное излучение. Даже если сигнал передается напрямую от контакта к контакту на ИС, его уровень мощности будет ниже, чем требования GSM для внутри- или внеполосных блокираторов, принимаемых на антенну.

В разделе «Передача» ложные сигналы также могут представлять проблему. Хотя передатчик является прямым модулятором ГУН, смеситель с обратной связью будет вводить паразитные сигналы на своем выходе, которые должны быть отфильтрованы перед входом в фазовый детектор. В противном случае они могут появиться на выходе сами или вызвать появление других паразитных сигналов путем смешивания с желаемым сигналом модуляции из-за нелинейной работы входного каскада фазового детектора. Это проблема, присущая любому модулятора петли трансляции.Архитектура Othello ^™, использующая широко разнесенную частоту гетеродина, упрощает фильтрацию этих продуктов.

Минимизация полосы пропускания двухдиапазонного гетеродина VCO

Архитектура Othello ^™ была разработана с целью минимизировать количество внешних компонентов, необходимых для создания полноценной двухдиапазонной радиостанции. Частотный план был специально выбран для того, чтобы один ГУН гетеродина мог покрывать полосы частот как GSM, так и DCS, при этом соблюдая строгие требования к фазовому шуму при смещении 3 МГц, требуемом для всех ГУН гетеродина GSM.Если требования к полосе пропускания ГУН сведены к минимуму, ГУН может быть спроектирован с максимальным напряжением питания 2,7 В. Это позволяет всей двухдиапазонной радиостанции работать при 2,7 В, снижая потребляемую мощность и позволяя использовать никель-никель. кадмиевые (NiCd), никель-металлогидридные (NiMH) или литий-ионные (Li-ion) батареи.

Устраните как можно больше потенциальных блокаторов

Благодаря архитектуре приемника с прямым преобразованием, радиостанция Othello ^™ имеет меньше «проблемных» каналов для тестов блокировки, требуемых GSM.Супергетеродинные приемники всегда должны иметь дело с откликами половинной ПЧ, которые трудно фильтровать с помощью ВЧ-фильтров из-за требуемых форм-факторов. Переходя к прямому преобразованию, Othello ^™ устраняет половинный отклик ПЧ.

Производительность

Одним из ключевых преимуществ радиостанции Othello является то, что уменьшение количества компонентов, необходимых для ее реализации, не приводит к снижению производительности. В диапазонах GSM и DCS коэффициент шума системы Othello ^™ обеспечивает производственный запас около 6 дБ от требуемой чувствительности приемника -102 дБмВт.Передатчик обеспечивает аналогичный производственный запас со среднеквадратичными ошибками фазовой траектории 2,5 ° по сравнению с требованием в 5 ° среднеквадратичных значений.

Будущие преимущества

Другой важной особенностью радиостанции Othello ^™ является то, что синтезатор дробного N AD6524 имеет время блокировки, достаточно короткое для обеспечения работы GPRS. [GPRS, расширение сети GSM, появившееся в 2000 году, позволит использовать очень высокие скорости передачи данных на совместимом телефоне GSM.] Требование работы GPRS состоит в том, что синтезатор LO должен блокировать менее половины временного интервала GSM. (время блокировки менее 250 мкс).AD6524 с его синтезатором с дробным N может достигать синхронизации быстрее, чем обычные синтезаторы, потому что типы с дробным N работают на опорных частотах, которые выше, чем разнос каналов, таким образом перескакивая более чем на один канал за опорный цикл. В случае AD6524 опорная частота 26 МГц, вдвое превышающая частоту системного кристалла (по сравнению с разносом каналов 200 кГц), гарантирует, что радиостанция Othello ^™ будет соответствовать требуемому времени захвата для GPRS. Быстрое время блокировки также помогает снизить энергопотребление, позволяя секции основной полосы частот отключать радио на более длительные интервалы времени.

Радиоприемник Othello ^™ открыл новые возможности для будущего. Сегодня полноценная двухдиапазонная радиостанция Othello, включая все функции управления питанием, может быть реализована всего с 90 компонентами. При таком небольшом количестве компонентов радиоприемник может быть размещен на плате менее 10 см2. На рис. 2 представлена фотография прототипа радиоустройства для «Отелло», реализованного на четырехслойной печатной плате. Сравните это с супергетеродинным приемником, в котором сегодня используется около 225 компонентов, размещенных на плате размером менее 15 см2 для обеспечения той же функциональности.(Даже это улучшение по сравнению с радиоприемниками, существовавшими всего два года назад, в которых использовалось такое же количество компонентов для реализации однодиапазонного радиомодуля GSM!) Преимущества прямого преобразования во многих отношениях напрямую отражаются на снижении затрат: меньшее количество компонентов означает, что оригинальный -изготовитель оборудования (OEM) меньше тратит на ведомость материалов (BOM) и меньше на вставку компонентов (около копейки за вставку). Время сборки телефона сокращается, что увеличивает производительность завода; и улучшенная технологичность телефона (меньше поломок с меньшим количеством паяных соединений и т. д.) увеличивает надежность.

Рисунок 2 — Фотография прототипа печатной платы радиоприемника Othello ^™

Поскольку радиостанции Othello ^™ могут быть настолько компактными, они позволяют включать радиотехнологию GSM во многие продукты, из которых она исключена, например, в очень компактные телефоны. или карты PCMCIA. Однако реальная сила прямого преобразования станет очевидной, когда универсальные телефоны третьего поколения будут разработаны для работы с несколькими стандартами. При прямом преобразовании в аппаратных фильтрах выбора канала нет необходимости, поскольку выбор канала выполняется в секции цифровой обработки сигналов, которая может быть запрограммирована для обработки нескольких стандартов.Сравните это с супергетеродинной архитектурой; многочисленные радиоканалы, необходимые для работы с различными стандартами (потому что для каждого из них требуются разные фильтры выбора канала), все должны быть размещены в небольшом пространстве. При прямом преобразовании одну и ту же радиоканал можно теоретически использовать для нескольких различных стандартов, полос пропускания и типов модуляции. Таким образом, просмотр веб-страниц и голосовые услуги могут, по идее, осуществляться через сеть GSM с использованием одного и того же радиомодуля в телефоне.

Аналоговые устройства и GSM

В будущем радиостанция Othello ^™ станет лишь первым из семейства приемников прямого преобразования от Analog Devices.Еще больше в разработке. Но эта технология хорошо обоснована почти за десятилетие разработки продуктов для индустрии GSM. Чипы ADI можно найти в миллионах мобильных телефонов GSM по всему миру. Вот некоторые вехи на этом пути:

1991: Выпуск AD7002: ADI устанавливает промышленный стандарт I / Q-интерфейса GSM
1992: Запуск GSM
1993: Начало партнерства между ADI и The Technology Partnership (разработка программного обеспечения
)
Выпуск ADSP21msp59 DSP со смешанным сигналом и аудиокодека
1995: Выпуск AD7015 (первая полная ИС преобразователя основной полосы частот) и приемника AD607 IF

Первое одобрение типа телефона на базе ADI и TTP
1996: Выпуск набора микросхем основной полосы частот AD20msp410
1997: Выпуск набора микросхем основной полосы частот AD20msp415
Выпуск AD6432 IF IC
Первая эталонная радиостанция ADI доставлена клиентам
1998: Выпуск чипсета основной полосы частот AD20msp425
1999: Выпуск радиостанции прямого преобразования Othello ^™
Введение True Power Detection ^{™ Детекторы среднеквадратичной мощности} (AD8361) )

(PDF) Приемник с прямым преобразованием для широкополосных сигналов GNSS

Рис. 20 слежение за диаграммой рассеяния 2.5 секунд GPS C / A

(синий) GIOVE-A L1-B (зеленый) L1-A (красный)

График разброса, показывающий результат отслеживания фазы

для различных сигналов, показан на рисунке 20. Первый сигнал

— это канал GIOVE-A L1-A красного цвета, основанный на

на интегрировании 10 мс и полученный на частоте 39,5 дБ-Гц. Зеленым цветом

отображается сигнал GIOVE-A L1-B на основе интегрирования

4 мс и принимается с частотой 38,2 дБ-Гц.Синие точки

представляют сигнал GPS C / A с интегрированием

за 1 мс, полученный при 44,5 дБ-Гц. Все результаты согласуются в пределах ожидаемого диапазона

, мощность сигнала L1-A ожидалась до

выше (3 дБ), чем сигнал L1-B. Это ухудшение

предположительно основано на небольшом количестве дискретизированных данных

и на относительно низкой частоте дискретизации для широкополосного сигнала

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Первоначальные результаты указывают на потенциал архитектуры прямого преобразования

для приемников GNSS.В анализируемом тюнере прямого преобразования

наблюдается небольшое ухудшение характеристик джиттера несущей на

. В этом эксперименте ухудшение

влияет только на измерения с высоким отношением шума

, поскольку фазовый шум

, а не тепловой шум определяет минимально достижимый уровень джиттера несущей

. Другой проблемой является разрешение

локальной цифровой генерируемой частоты для удаления

оставшейся промежуточной частоты.Уменьшение битов (точность) на

приводит к ухудшению дрожания несущей

, а также в случае доплеровской частоты

, очень близкой к нулю. Если джиттер несущей не критичен для приложения

, прямое преобразование будет очень полезно.

сделает двухчастотный приемник дешевле,

— меньше и более энергоэффективным. Снижение джиттера несущей

может быть проблемой проектирования в других GNSS-приемниках прямого преобразования

, чтобы также можно было использовать приложение

с высокими требованиями к джиттеру несущей.

БЛАГОДАРНОСТИ

Во-первых, я хотел бы поблагодарить Mitsubishi

Electric Europe, чья любезная спонсорская поддержка предоставила мне

среду для работы над этим исследованием. В частности, в

я хотел бы поблагодарить Роба Хитона за его постоянную поддержку

. Я также хотел бы поблагодарить членов

команды GNSS в Surrey Satellite Technology Limited

за частые вдохновения и их помощь при использовании оборудования

ССЫЛКИ

[1] Симски А. и др., «Оценка характеристик

сигналов дальности Galileo, передаваемых спутниками GSTB-V2

», ION GNSS, сентябрь 2006 г.

[2] Betz JW, « Модуляция смещения несущей для модернизации GPS

», ION NTM, январь 1999 г.

[3] Ходгарт, С., Блант, П., Анвин, М.,« Оптимальное двойное оценочное решение

для надежного отслеживания двоичного смещения.

GNSS с модуляцией несущей (BOC) », ION GNSS,

сентябрь 2007 г.

[4] Fishman, P.М., Бец, Дж. У., «Прогнозирование производительности

прямого захвата для сигнала M-кода», ION NTM,

, январь 2000 г.

[5] Парссинен, А., «Приемники прямого преобразования в широком диапазоне

. Systems », Kluwer Academic Publishers, 2001

[6] Абиди, А.,« Радиопередатчики прямого преобразования для цифровой связи

», IEEE Journal of Solid-State

Circuits, VOL. 30, No. 12, December 1995

[7] Разави, Б., «Соображения по проектированию приемников прямого преобразования

», Транзакции IEEE в цепях

и Системы-II: Обработка аналоговых и цифровых сигналов,

Vol. 44, № 6, июнь 1997 г.

[8] Намгун В., Мэн Т. «Конструкция приемника RF

с прямым преобразованием», IEEE Transactions on

Communications Vol. 49, март 2001 г.

[9] Maxim Integrated Products, «Технические данные MAX2116»,

, редакция 3, июнь 2005 г.

[10] Bastide, F., Акос, Д., Макабиау, К., Ротурер, Б.,

«Автоматическая регулировка усиления (AGC) как средство оценки помех

», ION GNSS сентябрь 2003 г.

[11] Nemerix SA, «Приемник GPS NJ1006a. RF Front-End

IC », редакция 1.5, сентябрь 2005 г.

[12] Nallatech Ltd.,« XtremeDSP Development Kit Pro

User Guide », выпуск 1, декабрь 2004 г.

[13] Bore, K., et al. . «Программно-определяемый GPS и приемник

Galileo», Birkhäuser 2007

[14] Блант, П., «Усовершенствованная конструкция приемника GNSS», докторская диссертация

, стр. 50-74, Университет Суррея, 2007 г.

[15] Паркинсон, Б.В., Спилкер, Дж. Дж. «Система глобального позиционирования

: теория и приложения. Vol. I », Вашингтон,

Округ Колумбия: Американский институт аэронавтики и астронавтики,

Inc., 1996

[16] Ирсиглер, М., Эйссфеллер, Б.,« PLL Tracking

Performance в присутствии фазового шума генератора. ”,

GPS Solutions, Vol.5, No. 4, pp. 45-57, 2002

[17] Хсу, С., Намгунг, В., «Преобразовательный приемник

с прямой связью по переменному току для глобальной системы позиционирования»,

Международный симпозиум IEEE on Circuits and Systems,

pp. 3235-3238, май 2005 г.

[18] Блант П., Вейлер, RM, «Демонстрация сбора и отслеживания

BOC (15, 2.5) с помощью прототипа

аппаратного приемника. ”, ENC GNSS, май 2007 г.

Приемник постоянного тока диапазона 136 кГц

Приемник постоянного тока диапазона 136 кГц Вернуться на главную страницу ICAS

[IDC-136II-KIT] Комплект приемника постоянного тока диапазона 136 кГц Цена 45 долларов США.00
[IDC-136II-BLT] Приемник постоянного тока диапазона 136 кГц с корпусом — построен и протестирован Цена 95,00 долларов США

IDC-136II-KIT — это приемник прямого преобразования, разработанный специально для приема в диапазоне частот
136 кГц. С использование программного обеспечения SDR, он будет работать как ваш основной или дополнительный приемник.
Это довольно просто, и вам понадобится всего пара часов, чтобы собрать и подготовиться к приему.
Локальные колебания получаются путем деления осциллятора с частотой 8 МГц на 64, поэтому стабильность
довольно высока (QRH менее 0,1 Гц). Поскольку этот приемник не является SDR, требующим
обоих сигналов I / Q, вы можно подключить к микрофонному входу вашего портативного компьютера.

Принцип IDC-136II-KIT

1) При использовании встроенного BPF изображения удаляются, что позволяет использовать маноауральный ввод
вашего ПК.
2) BPF имеет некоторое затухание, поэтому предусилитель установлен для компенсации
потеря.
3) Гетеродин получается из генератора 8 МГц, деленного на 64. Тогда
гетеродин (@ 125 кГц) вычитается из целевого сигнала, чтобы получить звуковую частоту в
диапазон от 5 до 8кГц.
4) Аудиовыход от IDC-136II-KIT можно затем демодулировать с помощью программного обеспечения
такой как Spectrum Lab или HDSDR.

Особенности IDC-136II-KIT:
◆ Простая конструкция — требуется всего пара часов для сборки.
◆ Деление на 64 делает его почти свободным от QRH — подходит для QRSS240.
◆ Могут использоваться программные фильтры Sharp.
◆ Малое потребление тока — идеально подходит для грабберов, работающих 24/365.

Системные требования:
ПК с ОС Windows, оснащенный входом MIC или Line-In с установленным программным обеспечением Spectrum Lab или SDR
. Вам необходимо подготовить антенну на 136 кГц и блок питания на 9 — 13,8 В постоянного тока.

■ Технические характеристики

Покрытие приема ： 101 ～ 149 кГц
(при использовании звуковой карты 48 кГц)

LO: 125 кГц = 8 МГц, деленное на 64

Источник питания: внешний 9В ～ 13.8 В постоянного тока, прибл. 30 мА

Размеры печатной платы: 77 x 43 мм

(Технические характеристики могут быть изменены без предварительного уведомления)

OSC 8 МГц (125 кГц LO) предоставляется по запросу.

Примечание. Корпус НЕ входит в состав IDC-136II-KIT. IDC-136II-BLT поставляется с корпусом.

Connections
История болезни:
Мы использовали граббер с частотой 136 кГц 24/365 с IDC-136II-KIT (BLT) по адресу:
http://icas.to/argo

Также, в некоторых странах станции, на которых установлены грабберы по адресу:

http://dl.dropbox.com/u/74746618/LF/YV7MAE_LF_Grabber.html (YV7MAE)
http://dl.dropboxusercontent.com/u/213645899/LFgrabber/SV8CS_LF_Grabber.html (SV8CS) 9000
Рекомендуемое программное обеспечение
Начнем с того, что HDSDR — хорошее программное обеспечение SDR для использования с IDC-136II-KIT.
Для приема QRSS / DFCW мы настоятельно рекомендуем Spectrum Lab.

Руководство по сборке:
Пожалуйста, загрузите и прочтите это руководство по сборке перед покупкой.
Мы не принимаем возврат товаров.
Руководство по сборке для IDC-136II-KIT

Стоимость доставки через EMS:
Мы начали поставки по всему миру. Все расходы за пределами Японии должны быть оплачены покупателем в размере
. EMS — это безопасный способ доставки товара.
— Азия (за исключением Ближнего Востока): 14 долларов США.00
-NA, CA, Ближний Восток, OC: 20,00 долларов США
-Европа (включая Россию): 22,00 долларов США
-SA и AF: 24,00 долларов США
(может варьироваться в зависимости от колебаний обменного курса JPY / USD)
Вы можете разместите свой заказ, указав следующую информацию:
— Номер модели и количество, которое вы заказываете
— Ваше имя
— Ваш полный почтовый адрес
— Номер телефона
Отправьте письмо с заказом на адрес: order @ icas.to (удалите пробелы)
Способ оплаты:
Мы принимаем только Paypal. Почтовый адрес Paypal будет указан в ответном письме с подтверждением заказа.

Вернуться на главную страницу ICAS

MF и LF RX — Приемное оборудование

MF и LF RX — Приемное оборудование — Северная Юта WebSDR
Северный Юта WebSDR
Приемное оборудование

Приемники 630/2200 метров:
2200 (135.7–137,8 кГц) и диапазоны 630 метров (472–479 кГц) новейшие группы «LF» и «MF» в США Любители — второй диапазон СЧ — 160 метров. Как 160 метров, в основном это «зимние» полосы, когда шум — значительная часть из который статичен молнией — ниже и ночи длиннее и глубже, и то и другое полезно для приема на этих частоты. Как и 160 метров, это серьезная проблема. с передачей: О полноразмерных антеннах не может быть и речи, а это значит, что общая эффективность передачи довольно низкая, что означает, что сигналы в целом слабенький.Из-за сравнительно слабых сигналов высокий уровень шума и тот факт, что полосы не очень большие (ширина 2,1 кГц на 2200, ширина 7 кГц на 630); режимы редко используются при большинстве операций на CW, WSPR, JT-9 и подобных слабосигнальные режимы.

Рисунок 1:
Схема системы двойного приемника на 630 (и 2200) метров с подробным описанием модификации модулей приемника Softrock Lite II.Четный хотя нижний ресивер отмечен как предназначенный для 2200 метров использование, расчетный частотный охват входного фильтра предназначен для диапазон от 125 кГц до 215 кГц, легко включая 1750 метров Группа «LowFER». Как и в случае с другими приемниками типа «Softrock», входная частота гетеродина должна в
раза превышать фактическую центральную частоту приемника.
Щелкните изображение, чтобы увеличить его.

Ресивер представляет собой модифицированный «Softrock Lite II» — тот же ресивер использовался. для многих других групп, как описано на других страницах.Предназначен в первую очередь для для работы на ВЧ пришлось немного доработать приемник, схематически изображенный на рисунке 1, в том числе:
Заменить конденсатор связи C12 на большее значение: я все равно использовал 330 пФ, который был в комплекте.
Разработайте новый входной полосовой фильтр. Оригинальные фильтры для Softrock Lite II используйте всего два раздела: Использование Elsie Программа Я разработал фильтр, состоящий из трех частей и значительного более резкая и соответственно широкая полоса пропускания.
РЧ-усилитель с расширенным динамическим диапазоном предшествует приемнику. Хотя на 630 м уровни сигнала довольно высоки, выходной сигнал от ВЧ антенны TCI 530 падает по мере уменьшения частоты, что требует что нужно немного дополнительного усиления (около 15 дБ).
В конце концов, готовый ресивер выглядел очень похоже на те, что на странице «Softrock Receiver» (ссылка) — с некоторыми ключевыми отличиями:
Дополнительные фильтрующие элементы на ресивере.Эти дополнительные компоненты устанавливались непосредственно на плату приемника.
Есть место для еще одного ресивера Softrock Lite II, который будет установлен позже, что предназначено для покрытия 2200-1750 метров. Хотя этот ресивер будет иметь собственный РЧ-вход и аудиовыходы, он будет разделять питание и синтезатор ProgRock с 630 измеритель, используя второй из трех его выходов.
Как видно на блок-схеме на Рисунке 1 и схеме на Рисунке 2 на странице «Распределение радиочастот» (ссылка), разветвитель сигналов «Low-HF» имеет порт с пометкой «<= 500 кГц", который был разработан для размещения именно этого типа приемников.На когда был построен модуль разветвителя, было известно, что антенна работала по крайней мере несколько на 630 м, но практическая полезная нижняя частота была неизвестно - но с тех пор это было определено, как указано ниже.
А как насчет упомянутого приемника 2200-1750 метров?
Есть также приемник, который покрывает любительский диапазон 2200 метров (135,7–137,8 кГц). и так называемый диапазон «1750 метров» (см. FCC Часть 15 §217), охватывает от 160 до 190 кГц — два диапазона комфортно перекрываются с помощью приемника с 96 кГц из пропускная способность.К сожалению, основная КВ антенна на этом сайте работает. ужасно ниже 250 кГц, что означает, что другая антенна должна быть используется для покрытия этих частот, подробности описаны ниже.
Интеграция LF / MF антенны с системой:
Потому что в WebSDR есть «другие» приемники, которые могут непрерывно настраивать сигналы от VLF через верхнюю HF (например, KiwiSDR) на сигналы от этого отдельного VLF / LF / MF антенна должна быть доступна для этих приемников и приемник 2200-1750 метров.Для этого был использован другой блок (схематично изображенный на рисунке 2). сконструированы так, чтобы выполнять фильтрацию и комбинирование различных сигнальных трактов, а также обеспечивает отдельный НЧ-выход для 2200 узкополосный приемник.
Рисунок 2:
Схема блока фильтра / сумматора / разделителя, который обрабатывает сигналы HF / MF и MF / LF, что делает их доступными для различных подсистемы приемника.
Щелкните изображение, чтобы увеличить его.

«Основной» ВЧ-вход (который включает СЧ-сигналы примерно до 350-400 кГц) входит через J101, где молниезащита обеспечивается SG101, 80 вольт газоразрядная трубка.Затем этот сигнал проходит через 350 кГц. фильтр верхних частот, который удаляет низкочастотную энергию на этом точка, так как основная КВ антенна не очень хорошо работает на частоты ниже этого. Этот сигнал HF / LF подается на T101, a гибридный сумматор, который смешивает высокочастотный сигнал HF / MF с Сигналы VLF / LF / MF из тракта низкочастотного сигнала, описанные ниже.
Разъем J201 — это вход сигналов VLF, LF и MF от отдельная активная антенна, рассчитанная на этот частотный диапазон со степенью защиты от перенапряжения с помощью газоразрядной трубки SG201.В сигнал затем проходит через фильтр нижних частот, который предлагает обратную фильтр верхних частот в ранее описанном разделе, блокирующий сигналы выше примерно 350 кГц. Низкочастотный выход, теперь лишенный сильных сигналов из диапазона вещания AM, затем усиливается пользователя U201. На выходе этого усилителя применен Т201, другой гибридное устройство, работающее как 2-полосный разветвитель: один выход идет к T101, чтобы обеспечить «комбинированный» выход для KiwiSDR, в то время как другой выход идет на J202, который питает выделенный счетчик 2200/1750 приемник.
На самом деле ни фильтры верхних, ни нижних частот не являются «кирпичной стеной» в их ответы, что означает, что эти два частично совпадают их частотный диапазон: это перекрытие обеспечивает плавный переход, делая весь спектр VLF, LF, MF и HF непрерывным при J102.
Также на J201 есть регулируемый источник постоянного тока 18 В, подключенный через L201, который питает активную антенну, которая используется для этого диапазона частот. Поскольку фильтр нижних частот связан по постоянному току, диоды D201-D204 защитить U201 от импульса напряжения, который возникает через C201, когда подано питание и / или если соединение антенны на J201 отключено. случайно закорочено.(Активная антенна будет описана позже.)

Страницы о другом приемном оборудовании в Северной Юте WebSDR:

Ресиверы Softrock — На этой странице описаны «высокопроизводительные» приемники, использующие Ресиверы прямого преобразования и звуковые карты «Softrock». Эти приемники покрывают ограниченную полосу пропускания (примерно до 192 кГц), но обладают отличными характеристиками обработки слабых и сильных сигналов.
Приемники RTL-SDR на основе донгла — Здесь описаны приемники с невысокой производительностью, использующие повсеместные ключи RTL-SDR. Эти приемники покрывают до 2 МГц пропускная способность, но их ограниченная битовая глубина A / D (всего 8 бит) означает, что они могут страдать от слишком большого и / или слишком слабого входного сигнала — часто в зависимости от условий полосы. На этой странице есть информацию о том, как извлечь из этого максимальную пользу, а также о том, как помочь управлять, когда несколько ключей RTL-SDR используются в системе на базе Linux.
РЧ понижающий преобразователь для приемников RTL-SDR — Хотя есть ключи RTL-SDR, которые содержат встроенные повышающие преобразователи для разрешить прием по всему спектру HF, это может быть не лучшим способ сделать это. При приеме частот на уровне Найквиста или выше частоты на ВЧ, можно выполнить понижающее преобразование в более низкие частоты и получить хорошие результаты, все описано на этой странице.
Блок АРУ для приемников RTL-SDR- Поскольку ключи RTL-SDR имеют только 8 бит A / D, их динамический диапазон составляет ограничено.Хотя можно настроить усиление в соответствии с их полезным сигналом. «окно» диапазона, условия КВ диапазона постоянно меняются, что делает его невозможно оптимизировать динамику одного из этих ресиверов. Предшествующий ключ RTL-SDR с надлежащей фильтрацией и AGC схема может сделать все возможное из этих устройств.
Система распределения и фильтрации RF — Абсолютно важным для любой системы приема являются средства, с помощью которых RF распространяется — и фильтруется, средства, с помощью которых это делается на На этой странице описывается WebSDR Северной Юты.
Перейти на главную страницу «RX Equipment».
Additional информация:
Для получения общей информации об этой системе WebSDR — включая контактную информацию — перейти к теме страница (ссылка).
Для получения последних новостей об этой системе и текущих проблемах, посетите последние новости страница (ссылка).
Для получения дополнительной информации об этом сервере вы можете связаться с Клинт, KA7OEI, использует свой позывной в arrl dot net.
Для получения дополнительной информации о проекте WebSDR в целом — включая информацию о других серверах WebSDR по всему миру и дополнительная техническая информация — по адресу http: // www.websdr.org
Назад на целевую страницу WebSDR для Северной Юты
на приемнике прямого преобразования — Учебное пособие
TUTORIAL
On the Direct Conversion Receiver — A Tutorial
Повышенное давление для низкого энергопотребления, малого форм-фактора, низкой стоимости и сокращенного количества материалов в таких радиоприложениях, как мобильная связь, побудило академические круги и промышленность возродить приемник прямого преобразования .Прямое преобразование, от которого давно отказались в пользу зрелого супергетеродинного приемника, появилось в последнее десятилетие или около того благодаря усовершенствованным технологиям обработки полупроводников и продуманным методам проектирования. В этой статье описаны характеристики приемника прямого преобразования и проблемы, которые он поднимает.
Ашкан Машхур,
Уильям Домино
и Норман Бимиш
Conexant Systems
Ньюпорт-Бич, Калифорния
Очень похож на его хорошо зарекомендовавший себя супергетеродинный аналог приемника, впервые представленный в 1918 году Армстронгом, ¹ происхождение приемника прямого преобразования ( DCR) относятся к первой половине прошлого века, когда одиночный приемник с понижающим преобразованием был впервые описан Ф.M. Colebrook в 1924 г., ² и термин гомодин. Дополнительные разработки в 1947 году привели к публикации статьи Д.Г. Tucker, ³, который первым ввел термин «синхродин» для обозначения приемника, который был разработан как прецизионный демодулятор для измерительного оборудования, а не радиоприемника. Другая статья Такера в 1954 г. ⁴ сообщает о различных одиночных приемниках понижающего преобразования, опубликованных в то время, и разъясняет разницу между гомодинным (иногда называемым когерентным детектором) и синхродинными приемниками — гомодинный приемник получает гетеродин напрямую ( от передатчика, например), тогда как синхродинный приемник синхронизирует автономный гетеродин с входящей несущей.
За последнее десятилетие или около того стремление беспроводного рынка и создание технологии монолитной интеграции вызвали исследовательскую деятельность по приемникам прямого преобразования, которые интегрированы с оставшимися аналоговыми и цифровыми частями приемопередатчика, имеют потенциал для достижения «единого». -чип радио «гол. Кроме того, он поддерживает многорежимные, мультистандартные приложения и тем самым представляет собой еще один шаг к программному радио.
Настоящая статья ссылается на несколько недавних публикаций ^5,6, которые предоставляют подробный обзор и понимание, а также демонстрируют возобновившийся интерес к приемникам прямого преобразования.Преодолевая некоторые проблемы, связанные с традиционным супергетеродином, и будучи более склонным к интеграции, DCR, тем не менее, имеет ряд неотъемлемых проблем. После краткого описания альтернативных и хорошо зарекомендовавших себя архитектур приемников в этой статье представлена техника приема с прямым преобразованием и освещены некоторые проблемы системного уровня, связанные с DCR.
ТРАДИЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ПРИЕМА
Супергетеродинный приемник
Супергетеродинный или гетеродинный приемник является наиболее широко используемой техникой приема и находит множество применений от персональных устройств связи до радио и ТВ-тюнеров.Он широко используется и хорошо изучен. Он доступен во множестве комбинаций, ^7,8,9, но по существу основан на том же принципе — РЧ-сигнал сначала усиливается в частотно-селективном каскаде с низким уровнем шума, а затем преобразуется на более низкую промежуточную частоту (ПЧ) со значительным усиление и дополнительная фильтрация, и, наконец, преобразование с понижением частоты в полосу модулирующих сигналов с помощью фазового дискриминатора или прямого микшера, в зависимости от формата модуляции. Этот метод показан на схеме на Рисунке 1.
Использование супергетеродинной техники влечет за собой несколько компромиссов. Отказ от изображения — основная проблема в этой архитектуре. Во время первого преобразования с понижением частоты в IF любая нежелательная активность на частоте, разнесенной на f _IF смещение от частоты гетеродина (f _LO) на противоположной стороне f _LO от желаемого радиочастотного канала, вызовет продукт смешения попадает прямо в канал с понижающим преобразованием при f _IF.На практике полосовой фильтр RF, обычно устройство на поверхностных акустических волнах (SAW), используется для выбора полосы перед малошумящим усилителем (LNA), а второй фильтр следует за LNA для подавления изображения. Если эти фильтры идентичны, они разделяют бремя двух функций. Но некоторое количество подавления изображения должно следовать за LNA, поскольку без него коэффициент шума LNA фактически удвоится из-за подмешивания усиленного шума изображения в канал ПЧ. Вместо RF SAW-фильтра также могут использоваться другие технологии пассивной фильтрации, такие как диэлектрические или керамические резонаторы.Чем выше IF, тем менее строгие требования к частоте среза фильтра отклонения изображения. На ПЧ наличие мешающего сигнала вблизи канала требует резкой фильтрации по всему каналу; эта фильтрация выполняется после первого микшера фильтром выбора канала, который также часто является фильтром на ПАВ ПЧ. На рисунке 2 показан этот процесс фильтрации. По сути, упражнение заключается в тщательно разработанном балансе между несколькими переменными, включая подавление, обеспечиваемое различными фильтрами, частотное планирование и линейность активных каскадов.Двойные ПЧ предоставляют дополнительное пространство для маневра с избирательностью фильтра, но несколько усложняют частотное планирование.
Селективность, требуемая от двух вышеупомянутых фильтров (с точки зрения дробной полосы пропускания), делает их в обозримом будущем неподходящими кандидатами для интеграции из-за низких добротностей текущих кремниевых процессов и их приходится реализовывать громоздкими компоненты вне кристалла. Фильтр канала ПЧ, в частности, требует для его реализации резонаторов с высокой добротностью — чем выше ПЧ, тем меньше относительная полоса пропускания фильтра (то есть его отношение полосы пропускания к центральной частоте), что требует еще более высокой добротности.Это требование высокой добротности обычно достигается за счет использования пьезоэлектрических ПАВ и кварцевых фильтров. Это вводит дополнительные ограничения, так как эти фильтры часто требуют неудобных оконечных сопротивлений, а согласование может влиять на такие проблемы, как шум, усиление, линейность и рассеяние мощности соседних активных каскадов. Чем уже дробная полоса пропускания, тем более вероятно, что форма полосы пропускания фильтра будет проявлять крайнюю чувствительность к изменениям в значениях согласующих элементов. Кроме того, специфика фильтра ПЧ для полосы пропускания сигнала и, следовательно, используемого стандарта делает супергетеродинные приемники непригодными для работы с несколькими стандартами.Тем не менее супергетеродин известен своей высокой избирательностью и чувствительностью.
Приемники отклонения изображения
В качестве альтернативы, за счет разумного использования тригонометрических идентификаторов изображение может быть удалено без необходимости какой-либо фильтрации изображения после LNA. Это принцип приемников с отклонением изображения ^8,10, первой из которых является архитектура Хартли, представленная в 1928 году ¹¹. Он использует два смесителя с их гетеродинами в квадратурном фазовом соотношении; это разделяет сигнал ПЧ на синфазную (I) и квадратурную (Q) составляющие.Затем он сдвигает компонент Q на 90 ° перед повторным объединением двух путей, где полезный сигнал, присутствующий на обоих путях с одинаковой полярностью, усиливается, в то время как изображение, присутствующее на обоих путях с противоположной полярностью, нейтрализуется. Двойная архитектура Хартли, известная как приемник с отклонением изображения Уивера, ¹², обеспечивает относительный фазовый сдвиг одного пути на 90 ° за счет использования второго гетеродина на маршруте к другой ПЧ или к основной полосе частот. Достигается тот же результат. Однако надежность этих приемников сильно зависит от точности трактов I / Q, то есть от коэффициента усиления и фазового дисбаланса между двумя ветвями.На рисунках 3 и 4 показаны схемы архитектур Хартли и Уивера с подавлением изображения, соответственно (продукты высокочастотного смешения удаляются с помощью фильтрации нижних частот — на рисунках не показано).
Приемник с одинарным преобразованием с низкой ПЧ
Одиночный преобразователь с низкой ПЧ, показанный на рисунке 5, является потомком DCR. Его основная цель — защитить приемник от всех проблем, связанных с постоянным током, которые имеют отношение к DCR, при сохранении преимущества DCR, заключающегося в устранении высокодобротных фильтров ПЧ. Как видно из названия, вместо прямого преобразования сигнала в основную полосу гетеродин немного смещен от несущей RF, обычно от одного до двух каналов.Низкая ПЧ означает, что относительная полоса пропускания полосовой фильтрации ПЧ велика, что позволяет реализовать ее с компонентами с низкой добротностью. ПЧ ПАВ или кварцевый фильтр, необходимый в случае высокой ПЧ, можно заменить активным RC-фильтром или другим фильтром, подходящим для работы на низких частотах, что также способствует интеграции кремния. Сигнал с низкой ПЧ может быть преобразован в основную полосу частот через другой смеситель или, предпочтительно, в цифровой области после аналого-цифрового (A / D) преобразования. Конечно, это происходит за счет более быстрых аналого-цифровых преобразователей с более высоким разрешением.Если частота ПЧ равна ширине только одного или двух каналов, то невозможно обеспечить подавление изображения на РЧ, так как РЧ фильтр должен быть достаточно широким, чтобы пропускать все каналы системы. В этом случае все отклонение изображения должно происходить из-за квадратурного преобразования с понижением частоты до низкой ПЧ, которое само по себе напоминает архитектуру Хартли, после добавления преобразования основной полосы частот.
Широкополосная ПЧ с двойным преобразованием
Эта архитектура, показанная на рисунке 6, очень похожа на супергетеродинную конфигурацию.В этом случае первый смеситель использует гетеродин с фиксированной частотой, и все каналы в диапазоне RF переводятся в IF, сохраняя свои позиции относительно друг друга. Второй смеситель использует настраиваемый гетеродин, таким образом выбирая желаемый канал для преобразования в полосу модулирующих частот. Последующий фильтр нижних частот подавляет соседние каналы.
ПРИЕМНИКИ ПРЯМОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
Прием с прямым преобразованием, показанный на рисунке 7, также называемый гомодинным или нулевым ПЧ, является наиболее естественным решением для приема информации, передаваемой несущей.Однако только в последнее десятилетие или около того этот тип приема нашел применение помимо пейджеров. ¹³ Прием с прямым преобразованием имеет несколько качеств, которые делают его очень подходящим для интеграции, а также для многополосной, многостандартной работы, но существуют серьезные внутренние препятствия, которые долгое время держали его в тени супергетеродинной техники.
Во-первых, проблема изображения была устранена, поскольку IF равна нулю, а изображение для желаемого канала (для всех сигналов, кроме однополосных) является самим каналом.Тогда требуется только один гетеродин, что означает только один вклад фазового шума. Следовательно, отпадает необходимость в громоздких внешних фильтрах. Фильтрация теперь происходит только на низких частотах (основная полоса) с некоторым усилением, что означает меньшее потребление тока, чем на более высоких частотах (для управления паразитами устройства), меньшее количество компонентов и меньшая стоимость. Однако на практике перед преобразованием с понижением частоты может потребоваться удалить сильные внеполосные помехи или сигналы блокировки, чтобы избежать снижения чувствительности приемника за счет насыщения последующих каскадов, а также создания гармоник и интермодуляционных составляющих, которые затем появятся в основная полоса.Такой фильтр можно разместить, например, после МШУ. Однако DCR порождает ряд проблем.
Смещения постоянного тока
При прямом преобразовании, поскольку интересующий сигнал преобразуется в полосу модулирующих частот на очень раннем этапе цепочки приема, без какой-либо фильтрации, кроме выбора диапазона РЧ, различные явления способствуют созданию сигналов постоянного тока, которые непосредственно появляются как мешающие сигналы в интересующей полосе частот, как показано на рисунке 8.
LO может проводиться или излучаться по непредусмотренному пути к входному РЧ-порту смесителя, таким образом эффективно смешиваясь с самим собой, создавая нежелательную составляющую постоянного тока на выходе смесителя.Что еще хуже, эта утечка гетеродина может достигнуть входа МШУ, что приведет к еще более сильному результату. Этот эффект представляет собой высокий барьер против интеграции гетеродина, смесителя и LNA на единой кремниевой подложке, где многочисленные механизмы могут способствовать плохой изоляции. К ним относятся связь подложки, отскок заземления, излучение связующего провода, а также емкостная и магнитная связь.
И наоборот, сильный сигнал внутриполосной интерференции, однажды усиленный LNA, может найти путь к входному порту гетеродина смесителя, таким образом снова вызывая самосмешивание.
Некоторое количество мощности гетеродина будет проходить через смеситель и МШУ (из-за их неидеальной обратной развязки) к антенне. Излучаемая мощность, создавая помехи другим приемникам в соответствующей полосе частот, может нарушать стандарты излучения данной системы. Важно отметить, что, поскольку частота гетеродина находится внутри полосы приема, входные фильтры ничего не делают для подавления этого излучения гетеродина. Кроме того, излучаемый сигнал гетеродина может затем отражаться зданиями или движущимися объектами и повторно улавливаться антенной.Этот эффект, однако, не имеет существенного значения по сравнению с упомянутым выше самосмешиванием гетеродина и самосмешиванием сигнала блокировки.
Утечка сигналов гетеродина или радиочастоты на противоположный порт смесителя — не единственный способ создания нежелательного постоянного тока. Любой каскад, демонстрирующий нелинейность четного порядка, также будет генерировать выходной сигнал постоянного тока. Более подробно это будет рассмотрено позже.
Будет ли продукт постоянного тока снижать чувствительность приемника, зависит от типа системы. Очевидно, что для устранения постоянного тока на выходе смесителя предпочтительно использовать пару переменного тока.Некоторые схемы модуляции, такие как частотная манипуляция (FSK), используемые в пейджинговых приложениях, демонстрируют небольшое ухудшение, если низкочастотные компоненты спектра отфильтрованы, как показано на рисунке 9. Однако другие схемы модуляции представляют пик на постоянном токе и емкостной Связь по переменному току приведет к значительной потере информации и, следовательно, к значительному снижению коэффициента ошибок по битам (BER). В системах TDMA, таких как GSM, нет значительного низкочастотного спектрального пика, но связь по переменному току все равно становится невозможной.Это происходит из-за противоречивых требований к конденсатору связи переменного тока в системе TDMA — конденсатор должен быть достаточно большим, чтобы избежать появления широкой выемки на постоянном токе, но он должен быть достаточно маленьким, чтобы все переходные процессы стабилизировались при включении питания устройства. приемник (каждый кадр) до начала приема данных.
В приемниках TDMA, которые не могут быть связаны по переменному току, временной интервал ожидания (непосредственно перед приемом) все еще может быть хорошо использован, сохраняя значение смещения в конденсаторе и затем вычитая его из пути прохождения сигнала во время взрыв.Это точно такой же метод, который обычно используется для коррекции смещений постоянного тока, возникающих во втором миксе супергетеродинных приемников TDMA, где этот микс переходит в полосу модулирующих частот (в этом случае единственной проблемой, вызывающей постоянный ток, является самосмешивание гетеродина). В этом методе значение постоянного тока, создаваемого приемником, получается в предварительном измерении перед приемом пакета. При использовании этого метода важно, чтобы путь прохождения сигнала до смесителя был открыт во время предварительного измерения постоянного тока, чтобы предотвратить влияние больших сигналов блокировки на результат.Переменные или блуждающие смещения чаще всего вызываются блокирующими сигналами, которые могут появиться в любое время. Эти смещения нельзя скорректировать с помощью процесса измерения и вычитания, потому что сигналы блокировки могут появляться во время измерения, а не во время пакета, или наоборот. Для постоянного тока, вызванного блокировкой, наиболее эффективными мерами являются устранение путей самосмешивания и максимизация линейности для предотвращения постоянного тока с самого начала. В противном случае сохраняется возможность постфактуальной коррекции постоянного тока при цифровой обработке сигнала, происходящей в основной полосе частот.
Методы цифровой обработки сигналов (DSP) могут использоваться для удаления смещения постоянного тока в системах TDMA таким образом, чтобы его нельзя было дублировать в аналоговой области — можно буферизовать полный временной интервал принятого сигнала, среднее значение которого определяется а затем удаляется из каждой точки данных сигнала. Результирующий сигнал имеет нулевое среднее. Для таких систем, как GSM, нежелательным результатом этого является потеря любого постоянного тока, который является частью сигнала, но типичный эффект от этого минимален. На рисунке 10 показано использование такого метода для типичного приемника GSM.Этот метод может быть дополнительно усовершенствован, отслеживая среднее значение по частям пакета, что позволяет обнаруживать внезапные источники помех или блокаторов и отменять их произведение постоянного тока только там, где оно возникает. Тщательная компоновка также может улучшить изоляцию.
Нелинейности
Как упоминалось ранее, другой проблемой для DCR является нелинейность. Как и в случае с супергетеродинным приемником, DCR демонстрирует ложные отклики.Для супергетеродина это происходит на входных частотах RF, где N (RF) ± M (LO) = IF, в то время как для DCR они возникают, когда N (RF) M (LO) = 0. Когда несущая блокирующего сигнала падает на одну из этих частот. паразитные частоты, сигнал преобразуется в полосу частот модулирующих сигналов с сопутствующим сдвигом его полосы пропускания в зависимости от порядка паразитных составляющих.
Что еще более важно, большие блокирующие сигналы также вызывают постоянный ток в приемнике прямого преобразования, будь то паразитная частота или нет. Постоянный ток создается на выходе смесителя и усиливается каскадами основной полосы частот.В первую очередь это связано с нелинейностью смесителя второго порядка, характеризующейся точкой пересечения второго порядка (IP2) и интермодуляцией второго порядка (IM2). Его можно смягчить за счет чрезвычайно хорошо сбалансированной схемы. Однако смеситель и МШУ обычно требовали несимметричной конструкции, поскольку антенна и гипотетический фильтр предварительной селекции обычно были несимметричными.
В большинстве систем важна интермодуляция третьего порядка, поскольку она обычно попадает в полосу частот вблизи интересующих сигналов и характеризуется точкой пересечения третьего порядка (IP3).При прямом преобразовании нелинейность второго порядка становится критической, поскольку она создает сигналы основной полосы частот, которые теперь появляются как мешающие сигналы в полезном сигнале, преобразованном с понижением частоты. IM2 измеряется IP2. IP2 определяется так же, как IP3, как показано на рисунке 11. Может быть проведен двухтональный или однотональный тест, а IP2 определяется путем экстраполяции низкочастотного тона биений в первом или составляющей постоянного тока в первом. последний, пока он не пересечет основную кривую. Чтобы проиллюстрировать случай однотонального теста, входной сигнал —
.
x (t) = Acost (ωt).
Предполагая нелинейность, моделируемую полиномом
Можно видеть, что составляющая постоянного тока из-за нелинейности второго порядка растет с удвоенным наклоном основной гармоники в логарифмическом масштабе. В точке пересечения
Из-за удвоенного наклона продукта второго порядка
IIP2 = Pin + Δ с Δ = Pout IM2
Шум
Низкочастотный шум ¹⁴ становится серьезной проблемой в DCR, поскольку значительный выигрыш распределяется на каскады основной полосы частот после смесителя.Слабые уровни сигнала в несколько милливольт в основной полосе частот все еще очень уязвимы для шума. Это требует более сильного усиления РЧ-каскада, чтобы уменьшить низкий коэффициент шума блоков основной полосы частот, но, конечно, это должно быть компенсировано проблемами линейности, только что описанными, которые сопровождают более высокое РЧ-усиление.
Фликкер-шум, или шум 1 / f, является основным источником шума в основной полосе частот. Связанный с потоком постоянного тока, он имеет спектральный отклик, пропорциональный 1 / f. В ВЧ схемах 1 / f-шум имеет тенденцию модулироваться на ВЧ-сигнал, а в случае смесителя с выходом основной полосы частот 1 / f-шум имеет особенно высокий коэффициент преобразования.На практике фликкер-шум становится проблемой для МОП-устройств, а не биполярным, и моделируется как источник напряжения, включенный последовательно с затвором. Шум 1 / f усложняет использование МОП-транзисторов для ВЧ-схем, так как основной метод его уменьшения в МОП — увеличение размера транзистора, что увеличивает емкость устройства, что отрицательно сказывается на усилении ВЧ-сигнала. По этой причине в конструкциях смесителей DCR предпочтительно использовать биполярные транзисторы. На первых каскадах основной полосы частот после смесителя становится возможным использование МОП-устройств, так как компромисс размера транзистора возможен на низких частотах.
I / Q Mismatches
Из-за высокой частоты гетеродина невозможно реализовать IQ-демодулятор в цифровом виде. Аналоговый IQ-демодулятор демонстрирует несбалансированность усиления и фазы между двумя ветвями, а также появление смещений по постоянному току. Такие недостатки искажают восстановленное созвездие. Если предположить, что и — амплитуда и фазовая рассогласование, соответственно, между квадратурными портами демодулятора, и комплексный сигнал, падающий на него, имеет синфазную и квадратурную составляющие I и Q, тогда
I _из
=
(Icos (ωt) + Qsin (ωt)) 2cos (ωt)
Q _из
=
(Icos (ωt) + Qsin (ωt)) 2 (1 +) sin (ωt +)
Фильтрация высокочастотных членов дает
I _из
=
Я
Q _из
=
(1 +) (Isin + Qcos)
На рисунке 12 показано, как это влияет на данную диаграмму созвездия.Однако в системах DCR соответствие IQ не так важно, как в архитектурах с отклонением изображения. Скорее, это важно только постольку, поскольку речь идет о точности модуляции.
Аналоговые и цифровые (на основе DSP) методы калибровки и адаптации были описаны для корректировки этих дисбалансов. ¹⁵
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Приемник с прямым преобразованием — привлекательный, но сложный прием.Он успешно применяется к таким устройствам, как пейджеры, мобильные телефоны, карты беспроводного подключения к ПК и Интернету, спутниковые приемники и т. Д., В различных технологических процессах и с повышением уровня интеграции. В ближайшем будущем он появится во многих других приложениях.
БЛАГОДАРНОСТИ
Авторы хотели бы поблагодарить Дариуша Агахи и Мортена Дамгаарда из Conexant Systems за их ценный вклад в эту статью. *
Ссылки
1.Л. Лессинг, «Человек высокой верности: Эдвин Ховард Армстронг, биография», Bantam Books, Нью-Йорк, 1969.
2. Ф. Коулбрук, «Homodyne», Wireless World and Radio Rev., 13, 1924, стр. 774.
3. D.G. Такер, «Синхродин», Electronic Engng, 19, март 1947 г., стр. 7576.
4. D.G. Такер, «История гомодина и синхродина», Журнал Британского института радиоинженеров, апрель 1954 г.
5. А.А. Абиди, «Радиопередатчики прямого преобразования для цифровой связи», Журнал IEEE по твердотельным схемам, Vol.30, No. 12, декабрь 1995.
6. Б. Разави, «Конструктивные соображения для приемников прямого преобразования», IEEE Transactions on Circuits and Systems-II: Analog and Digital Signal Processing, Vol. 44, No. 6, June 1997.
7. S.J. Franke, «ECE 353 Radio Communication Circuits», факультет электротехники и вычислительной техники, Университет Иллинойса, Урбана, Иллинойс, 1994.
8. Б. Разави, «RF Microelectronics», Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, 1998
9.Дж. К. Руделл и др., «Последние разработки в области мультистандартных КМОП-трансиверов с высокой степенью интеграции для систем персональной связи», Международный симпозиум по маломощной электронике и дизайну, 1998 г.
10. Дж. К. Руделл, «Проблемы проектирования RFIC», лекция примечания, Калифорнийский университет в Беркли / Национальный технологический университет, 1997.
11. Р. Хартли, «Модулятор с одной боковой полосой», Патент США № 1666206, апрель 1928 г.
12. DK Уивер, «Третий метод генерации и обнаружения сигналов с одной боковой полосой», Труды IRE, Vol.44, декабрь 1956 г., стр. 17031705.
13. I.A.W. Вэнс, «Полностью интегрированный приемник радиопейджинга», IEE Proc., Vol. 129, No. 1, 1982, pp. 26.
14. П.Р. Грей, Р.Г. Мейер, «Анализ и проектирование аналоговых интегральных схем», третье издание, John Wiley & Sons, New York, 1993.
15. J.K. Каверс и М.В. Ляо, «Адаптивная компенсация потерь дисбаланса и смещения в приемопередатчиках прямого преобразования», IEEE Transactions on Vehicle Technology, Vol. 42, ноябрь 1993 г., стр.581588.
Ашкан Машхур получил диплом инженера ENST в Бретани, Франция, и степень магистра в Университетском колледже Лондона, Великобритания, в 1997 году. Затем он перешел в Nokia Networks, Камберли, Великобритания, где работал инженером-радиотехником. Его исследования включали разработку новых технологий RF / DSP и архитектур линейных приемопередатчиков для базовых станций будущего поколения. В настоящее время он работает в Conexant Systems, Ньюпорт-Бич, США. С ним можно связаться по адресу: [email protected].
Уильям Домино получил степень BSEE в Университете Южной Калифорнии в 1979 году и степень MEng в Калифорнийском государственном политехническом университете, Помона, Калифорния, в 1985 году.Он присоединился к бизнесу Collins Radio в Rockwell International, Ньюпорт-Бич, США, в 1979 году, где он разработал модели электромеханических фильтров ПЧ, методы проектирования и производственные процессы. В настоящее время он является главным инженером по радиочастотным системам в подразделении беспроводных систем компании Conexant Systems, также в Ньюпорт-Бич, США.