Схемы простых УКВ ЧМ приёмников на транзисторах
Осваиваем радиовещательный FM диапазон без усилий и затрат – от примитивного к простому
В современном мире удивить кого-либо УКВ-приёмником сложно, ведь, незатейливый приёмный тракт FM диапазона присутствует практически в каждом мобильнике.
Поэтому данная статья предназначена исключительно для тех, кто желает приобщиться к радиолюбительскому рукоделию, в целом, и освоить общие принципы построения
схем и настройки УКВ приёмников, в частности.
Абсолютно счастливым может выглядеть либо святой, либо идиот, либо человек, демонстрирующий работу своего сверхрегенеративного приёмника
на одном транзисторе.
Как бы там ни было, эту страницу мы посвятим простым приёмникам УКВ и FM диапазонов, начиная с самых примитивных (однотранзисторных) и заканчивая
более серьёзными, позволяющими вести приём с приемлемым, т. е. довольно приличным качеством.
Но для начала определимся с частотами: УКВ1 в России занимает частоту 65,9 –74 МГц, в УКВ2 радиостанции работают в интервале частот 87,5 – 108 МГц.
В обоих диапазонах используется широкополосная частотная модуляция. Так как за последнее время импортные радиоприёмники с диапазоном УКВ2 (FM) основательно
освоили российский рынок, то в настоящий момент и эфир в основном заполнен радиовещанием именно на этом участке волн (87,5...108 МГц).
Начнём со схемы УКВ ЧМ приёмника, выполненного по схеме сверхрегенератора, под авторством уважаемого В. Полякова (Радио, 2002 №3).
Рис.1 Схема простого УКВ ЧМ cверхрегенеративного приёмника
Антенной в приёмнике служит сама контурная катушка L1, выполненная в виде одновитковой рамки из толстого медного провода (ПЭЛ 1,5 и выше). Диаметр
рамки 90 мм для диапазона 65...74 МГц и 70 мм для диапазона 87,5...108 МГц. В верхнем диапазоне транзистор VT1 лучше заменить на более высокочастотный: КТ363,
КТ3109, КТ3127. Сопротивление наушников 50...200 Ом.
Различных сверхрегенеративных приёмников (в том числе и для приёма УКВ ЧМ) в различных источниках содержится довольно много.
К сожалению, приём ЧМ на сверхрегенератор не блещет качеством, т. к. работа на скате резонансной кривой обуславливает невысокую линейность
и низкое отношение сигнал/шум. Поэтому самое место ему – в системах радиоуправления, устройствах охранной сигнализации и недорогих переговорных
устройствах.
А в качестве вывода – сверхрегенератор в качестве УКВ ЧМ радиоприёмника к исполнению НЕ РЕКОМЕНДОВАН!!!
Следующая остановка нашего экскурса – однотранзисторный УКВ ЧМ приемник с ФАПЧ А. Захарова (Радио, 1985 №12).
Приёмник представляет собой УКВ ЧМ приёмник прямого преобразования с фазовой автоподстройкой частоты (ФАПЧ), реализуемой путём синхронизации непосредственной
частоты гетеродина принимаемым сигналом.
Входной сигнал поступает на базу транзистора с широкополосного контура L1C2, настроенного на 70 МГц (среднюю частоту принимаемого диапазона).
Гетеродин перестраивается в диапазоне частот 32,9...36,5 МГц, так что частота его второй гармоники лежит в границах УКВ радиовещательного диапазона
(65,8...73 МГц).
Рис.2 Схема УКВ ЧМ приёмника с ФАПЧ А. Захарова
Катушки L1, L2 - бескаркасные (диаметр намотки 5 мм) и содержат соответственно 6 (с отводом от середины) и 20 витков провода ПЭВ-2 0,56.
Существует несколько модификаций данной конструкции Захарова. Они могут быть различной степени сложности, быть выполнены на разных полупроводниках, но всех их
объединяет одно – капризность настройки и невысокое качество звучания. Поэтому, чтобы нас не постигло разочарование, делаем очередной неутешительный
вывод – УКВ ЧМ приёмник с ФАПЧ А. Захарова к исполнению также НЕ РЕКОМЕНДОВАН!!!
Такой вывод вовсе не означает, что УКВ приемники с ФАПЧ не имеют право на существование. Наоборот, "правильные" схемы таких конструкций очень даже неплохи
и обеспечивают качество звучания не хуже супергетеродинных приёмников с высокой промежуточной частотой. Большую роль в развитии таких "правильных"
конструкций сыграл вышеупомянутый Владимир Тимофеевич Поляков. Однако здесь я свой выбор остановлю на радиоприёмном устройстве И. Погарцева, опубликованном
в журнале Радио, 1986 №5. Приведу описание автора:
Простой УКВ приемник с ФАПЧ на четырёх транзисторах
Приемник с ФАПЧ рассчитан на приём программ радиовещательных станций в диапазоне УКВ (65.8...73 МГц). Его отличают низкое напряжение питания и повышенная
термостабильность.
Рис.3 Схема УКВ приёмника с ФАПЧ на 4 транзисторах
Сигнал, принятый антенной WA1, поступает па входной контур L1 C1 C2, настроенный па среднюю частоту УКВ диапазона, а с него на смеситель, выполненный
на встречно - параллельно включенных диодах. Гетеродин собран по схеме мультивибратора со стабилизацией напряжения генерации коллекторными переходами
транзисторов VI1, VТ2. Частота настройки гетеродинного контура в два рада ниже частоты принимаемого сигнала. По диапазону гетеродин перестраивается
конденсатором переменной ёмкости. Автоподстройку обеспечивает включённая параллельно контуру гетеродина варикапная матрица VD4. На смеситель напряжение
гетеродина поступает через цепь R5C6. Резистор R5 уменьшает возможность преобразования смесителя на гармониках гетеродина, что существенно повышает
стабильность системы смеситель – гетеродин при перестройке последнего по частоте.
Сигнал с выхода смесителя через резистор R6 поступает па вход усилителя постоянного тока (УПТ). Начальное напряжение смещения на диодах смесителя
соответствует начальному напряжению смещения на входе УПТ и обеспечивается диодом VD1 и резисторами R2, R4. Петля ФАПЧ образована резистором R12, через
который напряжение с выхода УПТ подается на варикапную матрицу гетеродина. Нулевой потенциал на обоих анодах матрицы обеспечивается резистором R8.
Устойчивость работы системы слежения за частотой при изменении уровня принимаемого сигнала обеспечивается лестничным фильтром, образованным элементами R7, С7,
R11, С11 и ёмкостью коллектор-база транзистора VT4.
Помимо петли ФАПЧ, сигнал слежения за частотой (а он и является модулирующим сигналом ЧМ радиостанции) через цепь предыскажений поступает на вход усилителя ЗЧ.
Поскольку термостабильность напряжения в точке соединения резисторов R2, R4 определяется переходом кремниевого диода VD1, системы смеситель-гетеродин –
переходами диодов VD2, VD3 и транзисторов VT1, VT2, а входного напряжения УПТ – эмиттерным переходом транзистора VT3, то все напряжения, определяющие
балансировку УПТ, при изменении температуры изменяются пропорционально в одну сторону, не внося в неё существенной разбалансировки.
Дополнительная устойчивость обеспечивается резистором R5 и цепью ООС (R14) в УПТ.
Рис.4 Монтажная плата УКВ приёмника с ФАПЧ на 4 транзисторах
Устройство смонтировано на планке диапазона длинных волн приёмника ВЭФ-201 . Катушка L1 намотана на корпусе резистора МЛТ-1 сопротивлением больше 100 кОм
и содержит 8 витков провода ПЭЛШО 0.5, катушка L2 наматывается на каркасе гетеродинного контура. В черте Свердловска приёмник устойчиво принимает программы
всех местных УКВ радиостанций. При чрезмерно сильном сигнале эффект "проскакивания" радиостанции, наблюдающийся из-за слишком большой полосы удержания ФАПЧ,
всегда удавалось устранить уменьшением длины штыревой телескопической антенны. Потребляемый приемником ток не превышает 4,5 мА, работоспособность в диапазоне
УКВ сохраняется при снижении напряжения питания до 4 В.
Налаживание приёмника несложно. Сначала при отключенной антенне подбирают резистор R1 до получения на выходе УПТ постоянного напряжения 2,5...3 В.
Затем, подключив антенну и изменяя расстояние между витками катушки L2, устанавливают необходимый диапазон перестройки.
Интересная схема ещё одного простого УКВ приёмника была давным-давно опубликована в журнале "Radiotechnika", 1967 №5 и перепечатана в Радио, 1968 №2.
Тем не менее конструкция обеспечивает вполне качественный приём и звучание, и представляет собой супергетеродинный приёмник с низкой промежуточной частотой.
Такое построение часто можно увидеть в серийных микросхемах, которые используются в недорогих промышленных FM-приёмниках.
ЧМ приёмник с низкой промежуточной частотой
Чувствительность приёмника – 30мкВ, приём ведётся на телескопическую антенну.
Рис.5 Схема УКВ ЧМ приёмника с низкой промежуточной частотой
Особенностью приёмника является низкая промежуточная частота. В усилителе ПЧ используются апериодические каскады усиления, что исключило необходимость
применять и настраивать полосовые фильтры.
В приёмнике применяются следующие каскады: усилитель ВЧ (Т1), смеситель (Т2), гетеродин (Т3), трёхкаскадный усилитель ПЧ (Т4, Т5, Т6), детектор (Д1, Д2) и
двухкаскадный усилитель НЧ (Т7, Т8).
Усиление каскадов ПЧ очень большое (около 80 дБ на частоте 100 кГц), так что сигнал, поступающий на детектор, преобразован за счёт ограничения в
прямоугольные колебания. Детектор преобразует поступающие импульсы в НЧ сигнал.
Полоса частот, воспроизводимая УНЧ, составляет 10...20000 Гц. В стационарных условиях к приёмнику подключается
магнитофон или усилитель.
В качестве транзисторов Т1...Т3 следует использовать ВЧ транзисторы с граничной частотой не менее 300 МГц, а Т4...Т7, наоборот, должны иметь невысокий
параметр быстродействия (не более 30 МГц), так как именно усилительные возможности применённых транзисторов ограничивают сверху полосу пропускания усилителя ПЧ.
К примеру, подойдут: П401 или КТ201.
В оригинале статьи не приводятся моточные данные катушек индуктивности, однако их можно прикинуть самостоятельно, внимательно посмотрев ролик участника форума
cqham.ru
– gonZo по ссылке:
https://www.youtube.com/watch?v=1UjcNzUbwK0 .
На этом тему с простыми транзисторными УКВ ЧМ приёмниками будем считать закрытой, а на следующей странице поизучаем не менее простые FM-приёмники,
выполненные на микросхемах.
|
