Как работает микросхема К174ХА34 в ЧМ-приемнике. Почему возникают помехи и «скрип» при работе устройства. Какие существуют способы улучшения качества приема на К174ХА34. Как правильно настроить и оптимизировать работу радиоприемника на этой микросхеме.
Принцип работы микросхемы К174ХА34 в ЧМ-приемнике
Микросхема К174ХА34 представляет собой интегральную схему, предназначенную для использования в качестве ЧМ-тракта радиоприемных устройств. Она включает в себя основные функциональные блоки, необходимые для приема и обработки частотно-модулированных сигналов:
- Смеситель
- Гетеродин
- Усилитель промежуточной частоты (УПЧ)
- Частотный детектор
- Систему автоподстройки частоты (АПЧ)
Основной принцип работы заключается в преобразовании входного ЧМ-сигнала в сигнал промежуточной частоты, его усилении и последующем детектировании для выделения полезной звуковой информации. Система АПЧ обеспечивает точную настройку на принимаемую станцию.
Причины возникновения помех и «скрипа» в приемниках на К174ХА34
При работе радиоприемников на микросхеме К174ХА34 нередко наблюдается появление импульсной помехи, воспринимаемой на слух как «скрип». Это явление особенно заметно в диапазоне УКВ-2 (88-108 МГц) и зависит от различных внешних факторов. Основные причины возникновения подобных помех:
- Срывы слежения в петле обратной связи по частоте
- Работа смесителя и гетеродина на предельных частотах
- Паразитная амплитудная модуляция гетеродина
- Проникновение сигнала гетеродина на вход и в антенну
Срывы слежения в петле обратной связи
Одной из ключевых причин возникновения «скрипа» являются срывы слежения в петле обратной связи по частоте. Эта система призвана уменьшать девиацию частоты сигнала с 75 до 15 кГц. Если следящая система не успевает отработать высокую скорость изменения частоты, возникает рассогласование, приводящее к ослаблению сигнала в тракте промежуточной частоты.
Работа на предельных частотах
Микросхема К174ХА34 имеет верхнюю рабочую частоту около 110 МГц. При работе смесителя и гетеродина на частотах, близких к предельным, возрастает вероятность нестабильной работы и возникновения различных паразитных эффектов.
Паразитная амплитудная модуляция и ее влияние на качество приема
На высоких частотах в схеме может возникать паразитная амплитудная модуляция (ПАМ) гетеродина звуковыми частотами. Это явление происходит одновременно с необходимой частотной модуляцией и приводит к ряду негативных последствий:
- Модуляция амплитуды сигнала в тракте промежуточной частоты
- Возможная интерференция звуковых сигналов на выходе частотного детектора
- В крайних случаях — кратковременные срывы генерации при резком изменении напряжения на варикапах
Как результат ПАМ ухудшается качество приема, возникают искажения и дополнительные шумы в воспроизводимом звуке.
Проблема проникновения сигнала гетеродина на вход приемника
Еще одной существенной проблемой при работе микросхемы К174ХА34 является «пролезание» сигнала гетеродина на вход приемника и в антенну. Это явление особенно выражено в диапазоне УКВ-2. В отличие от обычных приемников, где сигнал гетеродина имеет фиксированную частоту, здесь мы имеем дело с частотно-модулированным сигналом.
Фаза этого сигнала зависит от множества факторов:
- Настройки входного контура
- Настройки антенны (длины провода, расположения окружающих предметов)
- Изменяется при модуляции
В результате в смесителе происходит взаимодействие двух сигналов с одинаковой частотой, но изменяющейся фазой. Это приводит к появлению звукового сигнала с сильными искажениями. Поскольку все каскады микросхемы связаны по постоянному току, этот искаженный сигнал может через тракт ПЧ «просочиться» на выход детектора, нарушая работу системы слежения за частотой.
Способы улучшения качества приема на микросхеме К174ХА34
Несмотря на описанные проблемы, микросхема К174ХА34 вполне работоспособна и может использоваться в радиолюбительских конструкциях. Однако для достижения наилучших результатов рекомендуется применять ряд мер по улучшению качества приема:
- Оптимизация антенны:
- Подбор оптимального положения и длины антенны
- Использование согласующих цепей
- Экранирование:
- Экранирование гетеродина или всей микросхемы
- Применение экранированных проводов для межблочных соединений
- Улучшение развязки по питанию:
- Тщательная развязка по высокой частоте проводов питания
- Использование дополнительных фильтрующих элементов в цепях питания
- Оптимизация параметров колебательных контуров:
- Подбор соотношения емкости и индуктивности в контуре гетеродина
- Корректировка емкости С15 в фильтре петли АПЧ
- Модификация фильтра АПЧ:
- Включение последовательно с С15 резистора сопротивлением от сотен Ом до нескольких кОм
- Преобразование фильтра в пропорционально-интегрирующий
Оптимизация полосы пропускания тракта промежуточной частоты
Одним из эффективных способов улучшения работы приемника на К174ХА34 является оптимизация полосы пропускания тракта промежуточной частоты. Это можно сделать путем корректировки номиналов конденсаторов в соответствующих цепях:
- Уменьшение емкости конденсаторов C7, C8, C9, C10, C11 на 10-20%
- Подбор оптимальных значений емкостей экспериментальным путем
- Использование подстроечных конденсаторов для точной настройки
Расширение полосы пропускания тракта ПЧ позволяет улучшить качество приема и снизить уровень искажений. Однако следует помнить, что чрезмерное расширение полосы может привести к увеличению уровня шумов.
Практические рекомендации по настройке приемника на К174ХА34
При настройке радиоприемника на микросхеме К174ХА34 следует обратить внимание на следующие аспекты:
- Точная настройка входного контура:
- Использование качественных катушек индуктивности
- Применение подстроечных конденсаторов для точной подстройки
- Оптимизация работы гетеродина:
- Проверка стабильности частоты гетеродина
- Минимизация паразитной амплитудной модуляции
- Настройка системы АПЧ:
- Подбор оптимальных параметров петли АПЧ
- Проверка скорости и точности подстройки частоты
- Оптимизация усиления в тракте ПЧ:
- Настройка коэффициента усиления для обеспечения оптимального соотношения сигнал/шум
- Проверка отсутствия перегрузок в тракте ПЧ
При настройке рекомендуется использовать качественные измерительные приборы: частотомер, осциллограф, анализатор спектра (при наличии). Это позволит более точно оценить параметры работы приемника и выполнить его оптимальную настройку.
Альтернативные схемотехнические решения для улучшения работы К174ХА34
Для повышения качества работы приемника на микросхеме К174ХА34 могут быть применены некоторые альтернативные схемотехнические решения:
- Использование дополнительных каскадов усиления ВЧ перед микросхемой для улучшения чувствительности
- Применение внешнего частотного детектора для повышения качества демодуляции
- Использование схем подавления импульсных помех
- Реализация системы АРУ (автоматической регулировки усиления) для расширения динамического диапазона приемника
Эти решения могут потребовать дополнительных компонентов и усложнения схемы, но позволят существенно улучшить характеристики приемника.
|
В редакцию журнала «Радио» поступают письма по обычной почте и через интернет, в которых читатели сообщают о том, что УКВ ЧМ приемники на микросхеме К174ХА34 иногда «скрипят». Мы попросили В. Полякова, опубликовавшего описание приемника на этой микросхеме в нашем журнале, ответить на заданные вопросы. Действительно, при работе приемников, в которых используется микросхема К174ХА34 (см., например, «Радио», 1997, №2, с. 20-23), наблюдается импульсная помеха, воспринимаемая на слух как «скрип». Преимущественно помеха возникает в диапазоне УKB-2 (88…108 МГц) и зависит от внешних факторов (например, положения антенны). Наблюдать эти явления приходилось и мне. За написание статьи я взялся потому, что до сих пор не пропал интерес к данному типу приемников, первые сообщения о которых появились еще в начале 80-х годов. Скорее всего, помеха, о которой идет речь, вызвана срывами слежения в петле обратной связи по частоте, которая уменьшает девиацию частоты сигнала в пять раз — с 75 до 15 кГц. Срывы могут быть вызваны неадекватной работой следящей системы. Если следящая система приемника не успеет отработать высокую скорость изменения частоты, мгновенная разность частот сигнала и настройки приемника превысит 15 кГц, сигнал будет ослаблен трактом ПЧ — вот вам и провал амплитуды со всеми вышеописанными последствиями. Ситуация станет еще хуже, если смеситель и гетеродин микросхемы К174ХА34 работают на частотах, близких к предельным. Верхняя рабочая частота этой микросхемы по паспортным данным составляет 110 МГц, а из-за технологических причин может быть и ниже. На этих частотах вполне вероятна паразитная амплитудная модуляция (ПАМ) гетеродина звуковыми частотами, происходящая совместно с необходимой частотной. Еще одна возможная причина нестабильной работы микросхемы — «пролезание» сигнала гетеродина на вход и в антенну. В диапазоне УКВ-2 такое явление намного сильнее. Полбеды, если бы это был сигнал фиксированной частоты, как в обычных приемниках, а здесь — ЧМ сигнал. Его фаза зависит от настройки входного контура, настройки антенны (длины провода, расположения окружающих предметов) и изменяется при модуляции. В смесителе два сигнала с одинаковой частотой (гетеродина), но изменяющейся фазой, дают звуковой сигнал, наверняка сильно искаженный. Поскольку все каскады микросхемы связаны по постоянному току, этот искаженный сигнал может через тракт ПЧ «просочиться» и на выход детектора, замкнув кольцо неизвестно какой обратной связи и явным образом нарушив работу системы слежения за частотой. После всего сказанного не подумайте, что данная микросхема вообще неработоспособна. Однако делать на ней приемники с параметрами классом выше третьей группы сложности, не говоря уж о Hi-Fi, лучше воздержаться. Внешних средств устранения «скрипа» немного: подобрать нужное положение и длину антенны, экранировать гетеродин или всю микросхему, развязать по высокой частоте провода питания, телефонов, т. е. все, что влияет на «электромагнитную обстановку» вокруг микросхемы. Динамику петли слежения за частотой можно улучшить, «поиграв» соотношением емкости и индуктивности в контуре гетеродина и (основное) подобрав емкость С15 в фильтре петли (см. рис.1 упомянутой статьи). Может оказаться полезным включить последовательно с С15 резистор сопротивлением от сотен Ом до нескольких кОм, превратив фильтр в пропорциональноинтегрирующий. Стоит также попытаться уменьшить емкость конденсаторов С7, С8, С9, С10, С11 на 10…20 %, расширив на столько же полосу пропускания тракта ПЧ. Радио, 1999 |
Сайт Радиофронт — Радиолюбительские схемы
Сайт Радиофронт — Радиолюбительские схемыРадиоэлектронные средства связи |
| На этой странице вы найдёте всё, что связано с проектированием, расчётом и конструированием любительских радиоприёмников, передатчиков, мини-передатчиков («жучков»), а также устройств глушения и создания помех. Все детали отечественные, проблем с подбором не будет! |
Название схемы | Описание | Размер |
1. | самая простая схема, которую под силу собрать даже начинающему радиолюбу | 9 Кб |
2. Классическая схема FM-приёмника на К174ХА34 | схема включения самой распространённой отечественной микросхемы FM приёмника | 51,2 Кб |
3. Радиоприёмник FM | ещё одна схема на ХА34 | 54,2 Кб |
4. УКВ ЧМ приёмник | ещё одна знаменитная ЧМ-микросхема КХА058 — аналог ХА34 | 18,6 Кб |
5. УКВ приёмник | упрощённый варинат КХА058 | 16,5 Кб |
6. Расчёт LC — колебательных контуров. Статья | Вам бы хотелось самому задавать частоту своих радиоприёмников? Как расчитать колбательный контур? Об этом в статье—> | 3,74 Кб |
7. | Хотите добиться качественного звука в своих транзисторных усилителях? Создайте АЧХ сами! В статье подробно говорится о том, как можно простыми схемными решениями задавать АЧХ транзисторных схем | 661 Кб |
8. Простейший микропередатчик | Сложно представить что-то проще! Несколько транзисторов и передатчик готов! | 11,1 Кб |
9. Классический транзисторный передатчик | Когда-то эта схема встречалась во всех журналах «Радио». | 10,7 Кб |
10. Радиопередатчик на 88 Мгц | Просто и быстроП | 27,4 Кб |
11. Конструирование радиоприёмника на К174ХА34 — полезные навыки и сведения | Статья о том, с какими трудностями можно столкнуться при конструировании приёмника на микросхеме К174ХА34 и как их преодолеть О | 173 Кб |
Простой
приёмник ЧМ
Расчёт
высокочастотных кооректирующих цепей. Статья
