Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Эксперименты с приемниками прямого преобразования. Часть 1.

Эксперименты с приемниками прямого преобразования. Часть 1.

Существует несколько разновидностей приемников, которых объединяет то, что они  схемотехнически очень просты. Это их основное преимущество и часто оно является главным. Данные приемники различаются по назначению.

 

1. Регенератор.

    Предназначен для приема АМ, хотя могут принимать SSB и CW.

2. Приемник с прямым захватом частоты.

    Применяется для приема ЧМ, в основном WFM.

3. Сверхрегенератор.

    Пдля приема АМ. В основном применяется в простых радиостанциях и системах дистанционного управления (ДУ)

4. Приемник прямого преобразования (ППП)

    Основное назначение это примем SSB и CW

Эти приемники привлекают тем, что каскады ВЧ у них имеют 1 – 2 транзистора, а вся остальная обработка сигналов идет по НЧ, что уже легче, если опыта в постройке приемников еще мало, а попробовать хочется.

У первых трех есть еще и недостаток, что в них невозможно сделать кварцевую стабилизацию частоты приема. Частоту ППП можно стабилизировать кварцем и вот решил попробовать, нельзя ли его приспособить для целей простейшего дистанционного управления вместо сверхрегенератора. В этом случае приемник получается узкополосный, а частоту приема можно будет стабилизировать кварцем.

Про ППП конечно лучше почитать у В.Т. Полякова в книжке «Приемники прямого преобразования для любительской связи»

https://sunduk.radiokot.ru/loadfile/?load_id=1287555491 

Но там рассмотрены вопросы радиолюбительской связи.

Взяв оттуда уже ставшую классической, схему ППП со смесителем на встречно-параллельных диодах начал свои эксперименты.

У меня не было цели создавать какую либо законченную конструкцию. Цель была просто проверить саму эту возможность и посмотреть, с какими проблемами придется   столкнуться при этом.

Для начала спаял такую схему из книжки В.Т. Полякова.

 

Видно, что ничего нового в схеме нет, кроме того, что частота гетеродина стабилизирована кварцем, но это не существенно. Это просто схема из книжки и она будет как бы базовый блок. К нему будем подключать схемы обработки принятого сигнала по НЧ.

Паял я все на макетке, т.к. когда садился паять, то сначала смутно понимал, какая же схема в конце то концов получится.

 

 

Сначала попробуем приспособить его для ДУ с АМ. Для этого само собой потребуется передатчик с АМ. Чем меньше будет мощность передатчика в нашем случае, тем удобнее будет пользоваться им в экспериментах, т.к. при этом не нужно будет далеко относить его, что бы видеть реальные результаты.

Я сделал такую схему передатчика-маячка.

 

 

Как видим, что в передатчике и приемнике одинаковые кварцы, но возбуждаются они на частотах с разницей в несколько килогерц, в данном случае разница 8 кГц. В передатчике частота уводится вверх с помощью конденсатора С6, что стоит последовательно с кварцем. В коллекторе стоит контур настроенный на удвоенную частоту кварца. Если быть точнее, то кварцы у меня 14,318 МГц, которые вытащил из старой материнской платы ПК. Если замкнуть переключатель S1, по наш передатчик передает просто несущую частоту. Если S1 разомкнуть, то идет модуляция импульсами. Понятно, что в подобной системе нельзя получить большую скорость, поэтому частоту модуляции выбираем в пределах 100 – 200 кГц.

Т.о. у нас получилось, что если включим передатчик, замкнув переключатель S1 и подключив осциллограф к стоку Т1, увидим сигнал частотой 8кГц амплитудой в милливольты.

 

Сначала рассмотрим подробнее схему приемника, точнее, что получилось из всех этих экспериментов.

VT1 это УВЧ. По сути просто усилитель с ОБ. Его можно сделать и на транзисторе n-p-n с Fт не менее 300 МГц, например КТ368. На входе конечно лучше добавить контур настроенный на частоту 28 МГц, но в этом случае контура в УВЧ придется ставить в экраны. Если дальность нужна совсем маленькая, то в принципе УВЧ можно и не ставить.

VT2 это гетеродин. Его тоже можно сделать на транзисторе p-n-p с Fт не менее 150 МГц, например КТ313, КТ343, КТ349 и т.д. или на транзисторе n-p-n КТ3102, КТ315, КТ342 и т.д. Избирательность по соседнему каналу обеспечивает ФНЧ на элементах С6, L3, С7. Частота среза ФНЧ где то около 10 кГц.

Про фильтр подробнее, т.к. он определяет избирательность по соседнему каналу приемника. Работоспособность приемника не нарушится, если ФНЧ сделать на основе RC, т.е. вместо L3 поставить резистор. Это конечно внесет дополнительное затухание сигнала, но  это не главное. В этом случае вид АЧХ нашего приемника будет выглядеть как то так.

 

 

Нас интересует точка 8 кГц на нашей АЧХ и как видим форма нашей АЧХ далека от оптимальной. Нам бы желательно выделить нужный нам участок около 8 кГц, а у нас выделяется низкочастотный участок и в принятом сигнале может появиться низкочастотная помеха, которая будет создавать сбои в работе нашего ДУ.

Если в качестве ФНЧ применим схему на LС и нагрузим его на его характеристическое сопротивление, то получим примерно такую АЧХ.

 

Получилось уже лучше, т.у. убрали подьем в районе НЧ, но опять же нас интересует точка 8 кГц. Вот усиление в этой точке желательно сделать максимальным, а остальное подавить. Конечно лучше всего поставить не ФНЧ, а полосовой фильтр со средней частотой 8 кГц, но это усложнит настройку. Потом я этот вариант попробую, но пока я  пошел по другому пути. Просто сделал нагрузку фильтра намного больше его характеристического сопротивления, что бы получить такую АЧХ.

 

Вот я с помощью приставки ГКЧ к осциллографу смотрю на полученную АЧХ нашего приемника.

Про приставку ГКЧ и про работу с ней я уже писал здесь.

https://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?p=2644775#p2644775

Да и не только здесь, поэтому повторяться не буду. Там все подробно написано.

Понятно, что ППП не обладает избирательностью по зеркальному каналу, поэтому и такая картинки, т.е. передатчик может работать на частоте на 8 кГц ниже частоты сигнала или выше. Про избирательность по зеркальному каналу ППП можно почитать в книжке В.Т. Полякова, ссылку на которую давал выше. Нужно еще учитывать, что если например сделать приемник на частоту 27 МГц с ПЧ равной 455(465) кГц, то он тоже практически не будет иметь избирательности по зеркальной частоте, точнее будет, но очень маленькую.

 

Что бы получить такую АЧХ, после фильтра пришлось поставить каскад на полевом транзисторе, что понятно имеет большое входное сопротивление. Можно конечно поставить эмиттерный повторитель, но он не имеет усиления по напряжение и это усиление пришлось бы компенсировать в последующих каскадах. Я пробовал так, но при этом увеличились шумы, что привело к снижению чувствительности, не говоря уж о том, что усилитель стал работать неустойчиво и пришлось бороться с самовозбуждением.

Здесь как бы напрашивается активный ФНЧ, например на ОУ, но к сожалению он тоже сильно шумит и это опять же приводит к снижению чувствительности. Хотя если требования к приемнику низкие или сделать активный смеситель, то можно и поставить, т.е. ставим ФНЧ на RC, а потом активный полосовой фильтр на ОУ. Можно также сделать вариант с двумя фильтрами, т.е. с ФВЧ и ФНЧ и этим выделить нужную на полосу частот. Этот вариант я потом попробую. Можно еще  конечно ФНЧ все таки сделать на LC. Потом усилить на напряжению раз в десять, а потом поставить активный полосовой фильтр на ОУ или на транзисторах на частоту 8 кГц, но я не стал, хотя возможно потом тоже попробую.

Про катушку L3.

Я взял первый попавшийся ферритовый броневой сердечник и проводом 0,1 мм намотал витков на сколько сил хватило. У меня хватило на 400 витков. Потом любым методом определяем её индуктивность. У меня получилось 25 мГн. После этого считаем какой конденсатор нужен в контуре, чтобы его резонансная частота была 10 кГц. У меня получилось, что нужен конденсатор 10 нанофарад, а это значит, что конденсаторы С6 и С7 должны быть по 20 нанофарад. Они же там включены последовательно, а значит их общая емкость будет 10 нанофарад, т.е. резонансная частота этого контура должна быть порядка 10 кГц.

 

Немного отклонились. Мы остановились, что на стоке транзистора получили сигнал частотой 8 кГц.

 

Сначала подстроим контур L1, С4 в УВЧ на максимум полученного сигнала.

Теперь подберем оптимальное напряжение гетеродина.

Все это описано в книжках. Вот берем книжку В.Т. Полякова, ссылку на которую уже давал. Там написано  про оптимальное напряжение гетеродина.

 

У меня это напряжение подбирается с помощью резистора R7. Вместо него включаем переменный резистор и подбираем. Я просто включал свой передатчик без модуляции. Осциллограф на сток транзистора Т1. Резистор на максимум и постепенно уменьшаем. Сначала амплитуда сигнала на стоке растет, а потом рост прекращается. Вот на этом и нужно остановится. Измерить резистор и поставить R7 постоянный.

Антенны у меня по 20 см. Передатчик отодвигаем так, что бы сигнал был виден, Чем дальше отодвинем, тем точнее будет настройка и контура и уровня сигнала с гетеродина.

Теперь идем дальше.

К нашему основному блоку приемника нужно подключить УНЧ с усилением порядка 3000 – 4000. Я взял схему из этой статьи.

https://radiokot.ru/circuit/analog/games/24/

 

Настройка этого усилителя описана в статье по ссылке. R4 поставил 1 Ом. Я его подобрал так, что бы с антенной длиной 50 см и с выключенным передатчиком, шумы на выходе были порядка 0,1 вольта.

Сразу нарисую окончательную схему. Про следующие каскады напишу потом.

 

Теперь включаем в передатчике модуляцию и на выходе усилителя, т.е. на коллекторе VT5. наблюдаем такую картинку.

 

Понятно, что если этот сигнал продетектировать АМ детектором, то получим те же импульсы, которыми модулировали в передатчике. Детектор сделан на транзисторе VT6. В схеме детектора нужно подобрать резистор R12 так, что бы через транзистор детектора VT6 в отсутствии сигнала протекал ток 1 мка. Это увеличит чувствительность детектора к слабым сигналам. Можно контролировать напряжение на резисторе R13. На нем при отсутствии сигнала должно быть напряжение порядка 5 – 8 mV. Что бы сигнал на детектор не поступал, нужно отпаять конденсатор С16.

Теперь остальные сигналы.

Вот я продетектировал и смотрю на коллекторе VT5.

 

Здесь 1V/Дел.

После детектора лучше поставить компаратор. Я триггер Шмидта на транзисторах  поставил, хотя все это можно сделать, например на логике и на ОУ, в том числе и усилитель. Возможно потом я это попробую.

Т.к. после триггера Шмидта уровень нуля порядка 1 – 1,5 вольта, после него можно поставить ключ. У меня это VT9.

Это сигнал после триггера Шмидта, т.е. на коллекторе VT8.

Порог срабатывания триггера Шмидта выбрал порядка 1,6 – 2 вольта.

 

Сравнил работу данного приемника с приемником на основе сверхрегенератора по схеме, что в этой статье.

https://radiokot.ru/circuit/analog/games/11/

 

Мой ППП работает лучше. При одной и той же дальности и с одинаковыми антеннами  сигнал на выходе ППП довольно чистый, а на выходе сверхрегенератора зашумленный и на выходе появляется много ложных импульсов.

Данные катушек.

L1 намотана на каркасе диаметром 6 мм проводом 0,4 мм.  Содержит 15 витков.

L2 намотана поверх L1 и содержит 4 витка тонкого провода.

L3 намотана на каркасе диаметром 4 мм проводом 0,15 мм.  Содержит 25 витков.

L4 намотана поверх L3 и содержит 8 витка тонкого провода.

Катушки расположены под углом 90 градусов по отношению друг к другу.

Теперь пробуем делать ППП для приема узкополосной ЧМ.

 Дальше к “Части 2”

 

 

 

Приемник прямого преобразования на 80м.

На 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.

На главную страницу

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.

РАДИО для ВСЕХ – Простой ППП на 80 м

Простой приёмник прямого преобразования “Lidia-80” на м/сх МС3361 для прослушивания SSB/CW радиолюбительских станций.

Этот простой и уникальный приёмник разработал Wlodzimierz Salwa польский радиолюбитель с позывным SP5DDJПриёмник был разработан им по просьбе начинающих радиолюбителей, желающих самостоятельно изготовить приёмник для знакомства с работой в эфире радиолюбительских станций. Было решено делать КВ приёмник на самый популярных диапазон 80м. Были выбраны самые дешёвые компоненты, включая пластиковый корпус, что очень упрощает монтаж. Наконец-то, после многих вечеров и ночей тщательного подбора компонентов, приёмник заработал так, как это было задумано! Автор назвал приёмник “LIDIA 80” в честь своей жены, которая помогала на каждом этапе создания приёмника. В первую очередь, этот проект предназначен для начинающих коротковолновиков, не имеющих большого опыта в конструировании аппаратуры. А так же для радиолюбителей, которые хотят на выходных отдохнуть и сделать радиоприёмник.

Много интересных фотографий, историю создания радиоприёмника “LIDIA 80”, а также подробную информацию по данной конструкции можно увидеть на сайте автора SP5DDJ перейдя по ссылке >>>

В связи с полным отсутствием у нас в стране подобных проектов и конструкторов для самостоятельной сборки КВ радиоприёмников я решил повторить данную конструкцию и был приятно удивлён. Приемник заработал сразу! Я очень благодарен автору за разработку КВ приёмника доступного для повторения. 

По согласованию с автором данной конструкции выкладываю информацию по данному КВ радиоприёмнику и надеюсь, что она будет полезна не только начинающим радиолюбителям, но и профессиональным коротковолновикам. Ниже фото приёмника в моём исполнении.

Приёмник собирается в пластиковом корпусе, что значительно упрощает монтаж. Приёмник без цифровой шкалы с возможностью её установки. Простая цифровая шкала на ПИК контроллере может быть изготовлена отдельно и установлена в приёмник. Приемник работает в диапазоне частот 3495 кГц – 3805 кГц. Главным элементом является микросхема MC3361C, которая используется в профессиональных ФМ приемниках с двойным преобразованием частоты. В приёмнике использованы внутренний генератор микросхемы, смеситель и активный фильтр. Генератор VFO (Variable Frequency Oscillator) работает в схеме с дросселем, конденсаторами, варикапом и линейным потенциометром. Стабильности генератора VFO достаточно для прослушивания станций. Через короткое время после включения и прогрева, частота приема изменяется на 100-200 Гц за 30 минут. Контур на входе приемника, не смотря на применение аксиальных дросселей, обеспечивает соответствующую полосу, чувствительность и согласование со смесителем. УНЧ работает на популярной микросхеме LM386N. Чувствительность входа приемника настраивается простым антенным аттенюатором на линейном потенциометре, выполняющим также функцию ручной регулировки усиления. Приемник смонтирован на печатной плате размером 130×65 мм. Приёмник собран в пластмассовом корпусе Z-III широко распространённом на наших радио рынках. Правильно собранный и настроенный приемник позволяет прослушивать CW и SSB радиолюбительские станции в диапазоне 80 метров с помощью антенны диполь или наклонный луч (Long-Wire). Самое сложное – это при настройке “вогнать” ГПД в диапазон при помощи частотомера, генератора или на слух по работающим станциям. В связи с отсутствием перестраиваемых контуров крутить отвёрткой придётся только подстроечные резисторы и конденсатор 😉

Приемник очень простой и не может по своим параметрам конкурировать со сложными заводскими или радиолюбительскими устройствами. Но зато приятно и легко собирается, и начинает принимать станции с проволочной антенной длинной всего несколько метров. 

Если у кого-нибудь из Ваших знакомых есть желание послушать радиоэфир, то это будет самый лучший и недорогой подарок.

Блок-схема радиоприёмника: 

Схема принципиальная:

 

Если изменить номиналы нескольких радиокомпонентов, то лёгким движением руки приёмник “LIDIA 80” превращается в приёмник “LIDIA 40” 🙂 и можно вести приём CW/SSB радиолюбительских станций на диапазоне 40 метров. Ну чем не прелесть?!

Кстати! При изготовлении приёмника с цифровой шкалой, переменный резистор настройки можно применить многооборотный, что очень облегчает настройку на радиостанции (нужно только рассверлить отверстие в ручке с 6 мм до 6,35 мм)

Стоимость резистора на 10 кОм – 105 грн.
Печатная плата с маской и маркировкой:

Стоимость печатной платы с маской и маркировкой: 150 грн.

НАБОР MINI-KIT для сборки приёмника В КОМПЛЕКТЕ ВСЁ! Стоимость набора деталей с печатными платами, пластмассовым корпусом, переменными резисторами, ручками резисторов, светодиодом с держателем, тумблером, гнёздами для динамика и наушников, антенным гнездом, винтовыми зажимами “барашек” для подключения питания для сборки приёмника “LIDIA 80”: 650 грн.

Перечень деталей набора, краткая инструкция по сборке и настройке радиоприёмника здесь >>>

Полезные доработки приёмника 🙂 здесь >>>

Чертежи передней и задней панелей приёмника в формате *.dwg (Autocad) здесь >>> можно распечатать при помощи бесплатной программы Dwg TrueViev

Для начинающих радиолюбителей или для тех, кто первый раз увидел радиодетали, Воронцов Андрей, один из моих покупателей , сделал инструкцию-справочник, который можно скачать отсюда >>>
Обсуждение, усовершенсвование и пр. здесь >>>




Несколько фотографий поэтапной сборки радиоприёмника:

Видео работы приёмника на “Mini-Whip”, канал “Обо всём понемножку”:

 

Видео работы приёмника (генератор в диапазон не “вгонял”) собрал за два свободных вечера и без всяких настроек включил:

Видео работы приёмника собранного на макетной плате:

Видео работы и сборки приёмника от покупателей:




Очень часто спрашивают об антеннах и интересуются почему днём слышны станции на одних диапазонах, ночью на других. Для тех, кому это интересно, нужно просмотреть серию видеороликов Александра Щербина 

На канале Александра очень много полезной информации.
Обо всём рассказано просто – на пальцах 🙂 Для перехода на канал
жмите сюда >>> 




Желающие могут оборудовать свой радиоприёмник НУ очень простой в сборке и практически не требующей наладки 4-х или 5-ти разрядной цифровой шкалой – частотомером! Всё просто, наглядно и удобно 😉

Четырёхразрядная цифровая шкала:

Переключение поддиапазонов и времени измерения происходит автоматически, результат измерения отображается следующим образом:

1. 0…9,999 кГц (формат Х.ХХХ), время счёта 1с (десятичная точка мигает)

2. 10…99,99 кГц (формат ХХ.ХХ), время счёта 1/2с (десятичная точка мигает)

3. 100…999,9 кГц (формат ХХХ.Х), время счёта 1/4с (десятичная точка мигает)

4. 1…9,999 МГц (формат Х.ХХХ), время счёта 1/4с (десятичная точка не мигает)

Есть и с зелёными индикаторами 🙂

Схема электрическая принципиальная частотомера/цифровой шкалы:

Описание конструкции, схема частотомера и перечень деталей набора здесь >>>

Стоимость полного набора деталей для сборки (с прошитым контроллером): 270 грн.

Стоимость собранной и проверенной платы: 330 грн.




Пятиразрядная цифровая шкала: 

Информация по такой же самой, но пятиразрядной цифровой шкале выложена здесь >>> 




P.S.: Бывает и такое! Купил транзисторы BF199, а у них ноги наоборот! Смотрите фото:




Для покупки печатных плат и наборов обращайтесь сюда >>> или сюда >>>

Всем удачи, мирного неба, добра, 73!

Схема Приемника прямого преобразования 28 МГц » Паятель.Ру


Приемник предназначен для приема радиолюбительских станций работающих в диапазоне 28… 29,8 МГц телеграфом и телефоном. Полоса пропускания тракта НЧ — 3 кГц, чувствительность, при отношении сигнал / шум как 3 /1 не хуже 0,25 мкВ. Приемник построен по схеме прямого преобразования. Принципиальная схема высокочастотного тракта, включающего генератор плавного диапазона, усилитель радиочастоты и смеситель показана на рисунке 1. Схема низкочастотного усилителя приведена на рисунке 2.


Сигнал от антенны поступает на входной контур L2 С4 С3 VD3 через катушку связи L1. Контур перестраивается в пределах диапазона при помощи варикапа VD3. В данной схеме приемника имеются отдельные органы настройки для перестройки частоты гетеродина и для настройки входных контуров. Такое решение несколько усложняет обращение с приемником, но зато дает возможность получить максимальную чувствительность в любом участке диапазона и позволяет осуществлять оперативную отстройку от помех или соседних, по частоте, станций.

Усилитель радиочастоты выполнен на полевом МДП-транзисторе VT1. Входной сигнал с входного контура поступает на его первый затвор. Суда же поступает небольшое напряжение смещение от делителя на резисторах R6 R7 R9, которое необходимо для получения максимальной чувствительности. На второй затвор этого транзистора поступает напряжение смещение от делителя на R5.

Изменяя напряжение смещения на втором затворе VT1 при помощи этого резистора можно регулировать коэффициент усиления усилителя РЧ. В истоковой цепи VT1 включен контур L3 С13 С10 VD4, который так же как и входной контур, перестраивается в пределах диапазона при помощи варикапа посредством переменного резистора R2.

С выхода УРЧ через катушку связи L4 выделенный и усиленный сигнал поступает на связанные между собой катушки L5-L7, входящие в состав двухполосного балансного смесителя на встречно-параллельно включенных диодах VD5-VD8. Такой смеситель, как известно, работает при частоте гетеродина, равной половине частоты входного сигнала, поскольку в процессе преобразования участвуют обе полуволны напряжения гетеродина. Контур L5 С14 настроен на середину диапазона и не перестраивается. Напряжение гетеродина подается через катушку связи L7.

Смеситель нагружен на фильтр нижних частот на элементах DL2-DL4 и С29-С35. Фильтр имеет частоту среза 3 кГц, что и обеспечивает полосу пропускания приемника.

С выхода фильтра низкочастотный сигнал поступает на усилитель на операционном усилителе А1, определяющем основную чувствительность приемника (как известно, в приемниках прямого преобразования основное усиление происходит по ЗЧ). Резисторы R22 и R23 обеспечивают работу операционного усилителя при однополярном источнике питания, а коэффициент усиления А1 можно установить подбором резистора R24, включенного в цепи ООС.

Далее, через регулятор громкости R29 ЗЧ сигнал поступает на усилитель мощности ЗЧ на транзисторах VT5-VT7, нагруженный на головные телефоны. Сопротивление звуковых катушек телефонов может быть от 100 до 4 Ом, возможно подключение малогабаритного динамика.

Генератор плавного диапазона (ГПД) состоит из задающего генератора, выполненного на транзисторе VT3 по схеме емкостной трехточки, и удвоителя частоты на транзисторе VT4. Настройка на станцию производится изменением частоты настройки контура L8 С19 С20 при помощи переменного конденсатора С20. Частота перестраивается в пределах 7…7,45 МГц.

Эта частота с выходе задающего генератора (с эмиттера VT3) поступает на базу транзистора VT4, режим которого выставлен таким образом, что напряжение в его коллекторной цепи имеет импульсный характер. В коллекторной цепи VT4 включен контур L9C27 настроенный на частоту 14,45 МГц. В результате работы удвоителя частоты на катушке связи L10 выделяется ВЧ напряжение, частота которого в процессе перестройки по диапазону конденсатором С20 изменяется в пределах 28…29,8 МГц. Это напряжение поступает на смеситель.

Напряжение питания гетеродина 9 В, получено от стабилизатора на транзисторе VT2 и стабилитроне VD9. Катушки L1-L4 намотаны на каркасах диаметром 5 мм с резьбовыми ферритовыми подстроечными сердечниками. L2 и L3 содержат по 8 витков провода ПЭВ 0,31. Катушки L1 и L4 намататываются на поверхность L2 и L3, соответственно, они содержат по 3 витка того же провода.

Для намотки катушек L5-L7 используется ферритовое кольцо К16X8X6 из феррита 50ВЧ2. L5 содержит 10 витков, L6 — 6 витков с отводом от 3-го, L7 — 4 витка. Все намотаны проводом ПЭВ 0,43. Катушка L8 намотана на керамическом каркасе диаметром 18 мм с латынным подстроечным сердечником. Она содержит 5 витков провода ПЭВ -1,5. Катушки L9 и L10 намотаны на керамическом каркасе диаметром 10 мм с латунным подстроечником, L9 содержит 8 витков ПЭВ 0,43, L10 – 3 витка того же провода.

Дроссели DL2-DL4 намотаны на сердечниках ОБ20 из феррита 2000 НМ, содержат по 70 витков провода ПЭВ 0,2. Дроссель DL1 — готовый типа ДПМ 0,1.

Я строю простой ППП – US5MSQ

Недавно мой восьмилетний сынишка  решил «приобщиться к паяльнику» и попросил сделать вместе с ним какой-нибудь приемник. С учетом того, что дома из приборов – только китайский цифровой мультиметр, мой выбор пал на уже ставший легендой ППП В.Т.Полякова [1]. Это приемник я уже делал в далеком 80м году, и он оставил только приятные воспоминания. Но в те годы у меня не было ни опыта, ни нормальных приборов и, естественно, никаких инструментальных измерений не проводилось – заработал и ладно. И сейчас было трудно устоять перед искушением повторить эту конструкцию и протестировать ее приборами, но главное сравнить ее звучание с моим ППП [2] при работе на одном рабочем столе на одну и ту же антенну (10-12м провода  на высоте 10-12м) на диапазоне 40м – самом  тяжелом для ППП с точки зрения помех, т.к. мощные вещательные радиостанции находятся очень близко по частоте и если уж приемник хорошо заработает на этом диапазоне, то будет работать без проблем на всех остальных. Причем интересовал вариант ППП именно на германиевых транзисторах (хотя уже и устаревших — зато их у многих радиолюбителей с незапамятных времен  в тумбочке по пол-ведра), т.к. автору уже несколько раз встречались высказывания коллег о том ,что они якобы обеспечивают более мягкое звучание приемников или просто УНЧ. И вот без лишней спешки, за  два вечера,  сынишка ( под моим чутким руководством) спаял приемник, проверили режимы , еще пару минут на подстройку ГПД и, затаив дыхание,  подключаем антенну (рис.1).

Увы, время вечернее ( дело было в феврале, 22-00 МСК), прохода практически нет и по всему диапазону в наушниках слышны только оглушающие свисты , шумы и…китайская вещалка. Утром, перед уходом на работу, мы еще раз включили ППП . Проход был хороший, любительские станции звучали громко, а порой оглушительно, но звук был какой-то звенящий, зажатый по спектру и очень неприятный на слух. И опять практически по всему диапазону была слышна , хоть и существенно тише, вышеупомянутая вещалка. Разочарованию пацана не было границ, а у меня появилась насущная необходимость внимательно проанализировать эту, в общем-то несложную, конструкцию и поискать  способы ее оптимальной настройки  в домашних условиях , фактически имея в наличии только дешевый тестер и обычный радиовещательный приемник ( в данном случае ИШИМ-003) в качестве контрольного, а также  возможные пути улучшения основных параметров.

Судя по сообщениям, время от времени возникающих  на разных форумах, с подобными проблемами сталкивается большое число начинающих радиолюбителей. В результате этих размышлений и появилась эта статья, основная задача которой подробно рассказать начинающему радиолюбителю как в домашних условиях сделать и правильно настроить простой ППП.

Итак, начнем. В виду того, что из измерительных приборов у нас только китайский цифровой мультиметр DT-830В, для оптимальной настройки схемы и правильного понимания происходящих в ней процессов, нам нужно провести  определенную предварительную подготовку и постараться получить максимум информации о параметрах основных деталей (это, как увидим дальше,  в дальнейшем нам очень пригодится при анализе работы схемы и поиске путей улучшения ее работы). Приступаем к подбору основных деталей.

  1. Транзисторы. Как и указано в описании, для, усилителя НЧ пригодны практически любые низкочастотные р-п-р транзисторы. Желательно, однако, чтобы V3 был малошумящим (П27А, П28, МП39Б), а коэффициент передачи тока обоих транзисторов был не ниже 50- 60. Переключив мультиметр в режим измерения коэффициента передачи базового тока (применяют также названия Вст, Н21е) проводим измерения ( рис.2) и отбираем из имеющихся экземпляров требуемые. Следует отметить, что к результатам этих измерений нужно относиться, как к ориентировочным, т.к возможна большая погрешность , особенно для германиевых транзисторов. Особенность этого режима для  мультиметра DT-830В( и аналогичных китайских) состоит в том, что измерение проводится при подаче на базу фиксированного тока 10мкА. некоторые экземпляры германиевых транзисторов могут иметь сопоставимый по величине обратный ток коллектор-база, что приводит в пропорциональному завышению показаний. Но в нашем случае это не критично.

Автор подобрал Т1(П28) с Вст=90,  Т3(МП41А) с Вст=110 и Т2(КТ312Б )с Вст=60.

  1. Диоды для смесителя могут быть любые кремниевые высокочастотные из серий КД503,509, 512, 521,522, но лучше импортные 1N4148 и аналогичные. Они, доступны и дешевы ( 0,01$) , но главное преимущество — существенно меньший по сравнению с отечественными разброс параметров. Их желательно подобрать в пару хотя по прямому сопротивлению, включив мультиметр DT-830В в режим прозвонки диодов. На фото (рис.3)
    приведен результат проверки и подбора более полусотни диодов 1N4148. Как видно, разброс по прямому сопротивлению у них чрезвычайно мал, что , к слову, позволяет их смело рекомендовать и для построения многодиодных смесителей. Для сравнения, чтобы подобрать пару из отечественных КД522 с более-менее близкими значениями, мне пришлось перебрать добрых  2 десятка диодов.

 

  1. КПЕ может быть любым, но обязательно с воздушным диэлектриком, иначе будет трудно получить приемлемую стабильность ГПД. Очень удобны КПЕ от УКВ блоков старых промышленных приемников( рис.4), которые еще часто встречаются на наших радиорынках.
    Они имеют встроенный верньер 1:4, что существенно облегчает настройку на SSB станцию. Включив параллельно обе секции, получим емкость примерно 8-34пФ.

Для определенности, будем исходить из того, что такой КПЕ у нас есть. Если максимальная емкость  вашего КПЕ другая, его легко привести к требуемой, включив последовательно растягивающий конденсатор 39-51пФ. Расчет растягивающего конденсатора довольно прост. Общая, или эквивалентная, емкость последовательно включенных кондесаторов Сэкв= (Скпе*Сраст)/(Скпе+Сраст).

Отсюда можно путем нескольких подстановок пробных значений можно получить искомое. Так , при максимальной емкости КПЕ , например, от Спидолы = 360пФ, пусть нам нужно получить эквивалентную емкость КПЕ ( из предыдущего примера = 34пФ). Подстановкой пробных значений находим 39пФ.

  1. Головные телефоны электромагнитные, обязательно высокоомные (с катушками электромагнитов индуктивностью примерно 0,5Гн и сопротивлением по­стоянному току 1500…2200 Ом), например, типа ТОН-1, ТОН-2, ТОН-2м, ТА-4, ТА-56м. При согласно-последовательном включении , т.е «+»одного соединен с»- «другого, имеют общее сопротивление по постоянному току 3,2-4,4 кОм, по переменному примерно 10-12кОм на частоте 1кГц. Так они включены в исходной схеме ППП от RA3AAE , так имеет смысл и оставить. В моем варианте телефоны ТОН-2 включены параллельно, что позволило в свое время получить большую громкость при работе «Радио-76», т.к при этом сопротивление в 4 раза меньше( как по постоянному току 800-1,1кОм, так и переменному —  примерно 3,5-4 кОм), что ,соответственно, обеспечило увеличение в 4 раза выходной мощности . Переделывать на последовательное включение уже не стал – не критично, но как показал опыт, все же полученная громкость избыточна и лучше, для этого ППП, применить последовательное включение телефонов.
  2. Катушка индуктивности ФНЧ. Как указывалось в статье, катушка ФНЧ L3 индуктивностью 100 мГ намотана на магнитопроводе К18Х8Х5 из феррита 2000НН и содержит 250 витков провода ПЭЛШО 0,1-0,15. Можно применить магнитопровод К10Х7Х5 из того же феррита, увеличив число витков до 300, либо К18Х8Х5 из феррита 1500НМ или 3000НМ (в этом случае обмотка должна состоять из 290 и 200 витков соответственно). Можно использовать и походящую готовую, например, применив в ее качестве половину первичную обмотку выходного трансформатора от малогабаритных транзисторных приемников или одну из обмоток универсальных магнитных головок кассетного магнитофона. Я применил готовую катушку на 105мГот разобранного промышленного ФНЧ Д3,4.  В крайнем случае  катушку фильтра можно заменить резистором сопротивлением 1-1,3 кОм. Но все же лучше этого избегать, т.к избирательность и чувствительность приемника и без того не очень высокие,  при этом заметно ухудшатся.

ВЧ катушки индуктивности ( ПДФ и ГПД). На эти катушки индуктивности следует обратить особое внимание, так как от их качества зависит очень многое: чувствительность приемника, стабильность частоты гетеродина, избирательность. И как показывает опыт общения на форумах, именно их изготовление вызывает наибольшие трудности у начинающих радиолюбителей, т.к. маловероятно, что получится достать( приобрести) такие же, как у автора, каркасы или захочется перестроить приемник на другой диапазон. В этом деле сильно помогло бы наличие измерителя индуктивности, хотя бы простейшей приставки [3].

Но у нас, как мы ранее условились, ничего  нет, кроме мультиметра и бытового радиовещательного приемника с КВ диапазоном – одним или несколькими растянутыми – не критично, у меня это Ишим-003. Как же в этом случае правильно выбрать ( рассчитать) и изготовить катушки?

Прежде всего напомню, что резонансная частота контура определяется известной формулой Томсона 
где F- частота в МГц, L-индуктивность в мкГ, C-емкость в пФ

Для каждой резонансной частоты произведение L*C величина постоянная, зная его нетрудно вычислить L при известном С и наоборот. Так для середины любительских диапазонов произведение L*C(мкГ*пФ) равно 28МГц – 32,3, для 21МГц-57,4, для 14МГЦ-129,2, для 7 МГц – 517, для 3,5МГц – 2068, для 1,8МГЦ – 7400. Выбор конкретных значений L и С достаточно в определенных пределах произволен, но в любительской практике есть хорошее, проверенное временем, правило – для диапазона 28МГц взять индуктивность около 1 мкГ, а емкость, соответственно, примерно 30пФ. С понижением частоты прямо пропорционально увеличиваем, в равной степени, емкость конденсатора и  индуктивность катушки.  Так для частоты 7МГц ( входной контур) получаются рекомендуемые значения  120пФ и 4,3мкГ, а для 3,5МГц ( контур ГПД) 240 и 8,6мкГ.

Но на практике часто, в частности для обсуждаемой схемы, допустимы большие вариации значений – в разы , без заметного влияния на качество работы. И зачастую, определяющим критерием становятся вполне прозаические вещи:

  1. Наличие готовых катушек с индуктивностью близкой к требуемым значениями. Как правило , «в тумбочке» радиолюбителя  валяется парочка старых, поломанных приемников , служащих «донорами» и поставщиками деталей для новых конструкций, в т.ч. и катушек, многие из которых могут подойти в готовом виде, без переделок, для нашего приемника. Так как возможности измерить индуктивность у нас нет, можно поискать справочные данные – реальнее всего в справочниках по бытовой аппаратуре, ранее выпускавшиеся в массовом кол-ве. Сейчас в Инете есть очень эффективные поисковые системы, поэтому не проблема найти такие справочники в электронном виде.

Главное требование  при поборе готовых катушек – наличие отвода(или катушки связи) от 1/3…1/4 ( некритично) части витков. Так «донором» для моего ППП послужила старая «Соната». В ГПД поставил контур гетеродина КВ-2 индуктивностью 3,6 мкГ (26,5 витков контурная катушка и 8 витков –катушка связи), а во входном контуре поставил, за отсутствием  более подходящей, катушку КВ-4 индуктивностью 1,2 мкГ (15 витков с отводом от 3,5) – как видите, последняя весьма далека от оптимума, и тем не менее это решение вполне работоспособно и как увидим далее обеспечивает практически полную реализацию потенциальных возможностей смесителя.

  1. Другой критерий — выбор емкости контура , чтобы  обеспечить с имеющимся  КПЕ требуемый диапазон перестройки.  Расчет достаточно прост . относительная ширина диапазона, к примеру 7 МГц, с небольшим запасом по краям = (7120-6980)/7050=0,02 или 2%. Для этого контурная емкость должна перестраиваться на удвоенную величину, т.е. 4% ( от величины 240пФ), что составляет всего 9,6 пФ, что не совсем удобно в практической реализации, т.к. даже для малоемкостного УКВ КПЕ  и при одной активной секции надо включать растягивающий конденсатор, а что говорить о включении стандартных КПЕ с максимальной емкостью 270-360пФ? Поэтому идем от обратного – перестройка емкости 34пФ-8пФ=26 пФ- это 4%, отсюда полная емкость контура 650пФ. При этом индуктивность равна  3,2мкГ. Поставим имеющуюся у нас катушку, имеющую паспортную индуктивность 3,6мкГ ( при среднем положении сердечника), в расчете на возможность точной подстройки индуктивности перемещением этого сердечника.

Но что делать радиолюбителю, если нет у него «стратегических» запасов готовых катушек? Выбора нет – надо их изготовить самостоятельно, на тех каркасах, которые есть в наличии. Вооружаемся штангенциркулем и измеряем  диаметр, если есть секции – внутренний диаметр, ширина одной секции и всех сразу, диаметр щечек , далее проводим внешний осмотр каркаса – гладкий или ребристый (КВ катушки приемников, сердечник 100НН или катушки ПЧ от телевизоров ) – хорош для всех КВ диапазонов, секционированный (гетеродинный СВ,ДВ или ПЧ, сердечник 600НН ) – лучшие результаты на НЧ диапазонах  (160 и 80м). Сам расчет числа витков катушки достаточно прост.

С учетом того, что подстроечный сердечник ( в среднем положении) увеличивает индуктивность примерно в 1,3-1,5 раза ( если ферритовый) или в1,2-1,3 раза (карбонильный длиной 10мм – от катушек ПЧ старых телевизоров), расчет витков катушки проводим для  уменьшенной в соответствующее   число раз от требуемой индуктивности. Формулы расчета приведены во всех радиолюбительских справочниках, но часто удобнее пользоваться специальными расчетными программами, например для расчета однослойной катушки удобна MIX10 , COIL32,  а для всех типов, в т.ч. многослойных  — RTE [4].

Кстати, эти же программы можно применить для ориентировочного определения индуктивности уже готовой катушки неизвестного происхождения. Процедура такая же – измеряем геометрию катушки ( диаметр, длину намотки) , визуально считаем количество витков и эти данные подставляем в программу. Не забудьте результат расчета умножить на коэффициент увеличения индуктивности для имеющегося сердечника.

Разумеется , погрешность в расчетном определении индуктивности может быть довольно большой (до30-40%), но пусть вас это не пугает – на этом этапе нам важно знать порядок индуктивности. Все остальное , при необходимости легко подкорректируется в процессе настройки ППП.

Следует несколько слов сказать о ГПД. В этом ППП применяется  схема емкостной трехточки с транзистором Т1 (рис5.), включенным по схеме с ОБ. Цепь R1C5 выполняет функции стабилизации амплитуды ( гридлик) , но кроме нее ту же функцию стабилизации амплитуды  (и весьма эффективно) выполняет нагрузка –смеситель на ВПД ( тот же двусторонний диодный ограничитель). В результате при выборе соотношения емкостей обратной ПОС С8/С7 в пределах 5-10 и достаточно высокочастотном транзисторе (Fгран>10F раб, в нашем случае это условие выполняется, для КТ312 Fгран>120МГц, для КТ315 Fгран>250МГц), ГПД обеспечивает устойчивую генерацию и стабильную амплитуду при изменении характеристического сопротивления контура ,т.е. соотношения L/C в очень широком диапазоне, что ,собственно, и дает нам возможность большой свободы выбора величин индуктивности или емкости.

Суммарная величина контурной емкости  складывается  из паразитной емкости монтажа( примерно 10-15пФ) , эквивалентной емкости КПЕ ( в нашем случае максимальная= 34пФ) и эквивалентной емкости последовательно включенных С7С8, которая тоже определяется по приведенной выше формуле т,е,

Ссум= Спар+Скпе+Сэкв7,8. Для  нашего случае расчет дает С7=750, С8=4700пФ.

Еще раз подчеркну, что применение КПЕ с воздушным диэлектриком почти автоматически обеспечит нам весьма высокую стабильность ГПД без принятия специальных мер по термостабилизации. Так мой макет ППП на 7МГц при питании от «Кроны» держит SSB  станцию не менее получаса без заметного изменения тембра голоса корреспондента, т.е абсолютная нестабильность не хуже 50-100Гц!

С учетом того, что выбранный нами диапазон достаточно узкополосный, нет необходимости в синхронной с ГПД  перестройке входного контура, поэтому схему немного упрощаем (см.рис.5). И на этом предварительная подготовка закончена, можно приступать к монтажу.

Для макетирования удобно использовать специально приготовленную для этого плату, так называемую «рыбу», представляющую собой кусок односторонне фольгированного стеклотекстолита или гетинакса, медная фольга которого равномерно разрезана резаком на небольшие квадратики (прямоугольники) с размером стороны 5-7мм. После зачищаем до блеска мелкой наждачкой, покрываем небольшим слоем жидкой канифоли ( спиртовой р-р) – и «рыба» готова. Имеет смысл потратить немного усилий на ее изготовление, если будете и дальше заниматься радиоконструированием, она вам еще не раз пригодится. Так показанная на фото (рис1) макетка сделана мной еще в студенческие времена и вот уже более четверти века исправно служит, позволяя быстро и при минимальных трудозатратах  макетировать довольно большие схемы и конструкции. При монтаже стараемся расположить детали так, же как на схеме, обеспечив при этом  максимально возможное расстояние между катушками ПДФ и ГПД. Я несколько перестраховался и для дополнительной развязки этих контуров, расположил на макете катушки в разных плоскостях ( входную горизонтально, а ГПД вертикально), но при расстоянии между катушками более 30-40мм или их экранировании, в этом нет особой необходимости.

Налаживание ППП

После монтажа деталей еще раз внимательно  его проверяем на предмет отсутствия ошибок и подключаем питание – батарейку или аккумулятор. В телефонах должен быть слышен небольшой, еле различимый и равномерный по спектру шум, если к нему примешивается хрипловатый, низкочастотный оттенок – свидетельство прямой наводки частотой 50Гц от электросети, ищем около нашего макета источник помех и хотя бы на время  настройки удаляем его подальше. Так у меня при первом включении был заметный фон, источником которого оказался близко расположенный  понижающий трансформатор паяльника, после перенесения его со стола на пол, помеха стала незаметна. В дальнейшем, при оформлении ППП в законченную конструкцию весьма рекомендуется поместить его в экранированный( металлический) корпус и подобные проблемы уйдут на задний план. В общей работоспособности УНЧ убеждаемся, прикоснувшись пальцем к любому из выводов катушки ФНЧ L3. В телефонах должно быть слышно громкое «рычание». Проверяем режимы питания постоянному току – на эмиттере Т3 (рис.6) должно быть напряжение порядка 0,9-1,3В, что обеспечивает оптимальный по шумам режим Т2. Если напряжение выходит за эти пределы, добиваемся требуемого подбором  R2 с учетом того, что увеличение его сопротивления вызывает увеличение напряжения и наоборот.  Величина резистора R5 задает ток выходного каскада, в данном случае примерно 2мА, что оптимально при параллельном включении телефонов, если у вас последовательное включение, то этот резистор лучше увеличить до 1-1,5кОм ,  заодно это немного повысит экономичность ППП.

Далее проверяем ГПД. Следует отметить, что напряжение на эмиттере транзистора Т1 не обязательно должно быть равно 6-8В ( так указывается в первоисточнике [1]), а может быть в нормально работающей схеме в пределах от 2 до тех же 6-8В, например в моем макете составляет примерно 2,4В. Эта величина в общем случае зависит от очень многих факторов  — типа диодов смесителя, Кус транзистора, глубины ПОС, добротности контура, коэффициента включения смесителя в контур, т.е. числа витков катушки связи или места расположения отвода катушки, величин резисторов в цепях базы и эмиттера и т.д и т.п…

В других источниках при описании настройки аналогичных смесителей на ВПД с кремниевыми диодами рекомендуется обеспечить подачу на смеситель напряжения амплитудой примерно 0,7…1В  — хорошо, что у них есть чем  это проконтролировать — ВЧ вольтметр или осцилограф. Но в сущности, всё это  методы КОСВЕННОГО контроля  настройки , хотя  во многом и правильной, но  зачастую далекой от  ОПТИМАЛЬНОЙ ,т.к  напряжение открывания диодов существенно отличается  не только для разных типов (например, у КД503 –одно из самых высоких, у КД521 меньше ,у КД522 еще меньше) но и в пределах одного типа. Точную и оптимальную настройку режима смесителя, в общем случае, обеспечит ТОЛЬКО прямой инструментальный контроль ДД и чувствительности.

Конечно,  это все может быть очень интересно с точки зрения теоретического анализа, но нам , к счастью, нет особой необходимости всем этим заморачиваться, т.к. для  смеситедя на ВПД есть более простой и довольно точный способ настройки требуемого напряжения ГПД при ПРЯМОМ КОНТРОЛЕ буквально подручными средствами РЕЖИМА работы диодов, что позволяет  легко и зримо  обеспечить БЛИЗКУЮ к оптимальной его работу.

Для этого левый (см.рис.6) вывод одного из диодов переключаем на вспомогательную RC цепочку. В результате получается классический выпрямитель напряжения ГПД с удвоением и нагрузкой, примерно эквивалентной реальной для смесителя. 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 резистору 0R1 мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения , подбором резистора R3 добиваемся напряжения 0,35-0,45В – это и будет оптимальное напряжения для диодов 1N4148, КД522,521. Если применяются КД503, то оптимальное напряжение выше – 0,4-0,5В. Вот вся настройка. подпаиваем вывод диода обратно на место, а вспомогательную цепочку убираем.

Далее приступаем к определению частот работы ГПД и их привязки к требуемому диапазону. Здесь нам понадобится  контрольный приемник, в качестве которого можно применить, как уже выше отмечалось, любой исправный приемник (связной или радиовещательный), имеющий хотя бы один широкий или несколько растянутых КВ диапазонов – некритично. Ниже, в таблице для ориентировки приведены рабочие частоты радиовещательных и любительских диапазонов. Как видим, наиболее близким к любительским диапазонам является радиовещательный 41м диапазон, который в реальных приемниках как правило охватывает и частоты ниже 7100кГц, по крайней мере до 7000кГц.

Таблица 1

Граничные частоты основных KB диапазонов

 

Диапазоны
   
сокра­щен­ные названия, мПределы по частоте, МГцШирина диа- пазона, МГц.fcp, МГцОтноситель­ная ширина диапазона, %
 KB вещательные диапазоны
495,950 — 6,2000,2506,0754,1
417,100 — 7,3000,2007,2002,7
31

25

19

9,500 — 9,775

11,700 — 11,975

15,100 — 15,450

0,275

0,275

0,350

9,637

11,837

15,275

2,8

2,3

2,9

1617,700 — 17,9000,20017,8001.1
1321,450 — 21,7500,30021,6001,3
1125,600 — 26,1000,50025,8501,9
KB диапазоны для радиолюбительской связи
1601,800 — 2,0000,2001,90010,5
803,500 — 3,8000,3003,6508,2
407,000 — 7,2000,2007,1002,8
2014,000 — 14,3500,35014,1752,4
1421,000 — 21,4500,45021,2252,2
1028,000 — 29,7001,70028,8505,8

 

 

И это нам вполне подходит, поскольку калибровку ГПД можно производить не только принимая основную частоту, но и ближайшие гармоники (2,3 и даже выше ). Так для нашего случая ( ГПД=3500-3550кГц) частоты работы ГПД будем определять по 2й гармонике, лежащей, соответственно,  в диапазоне 7000-7100кГц. Разумеется, проще всего проводить калибровку при помощи связного приемника (особенно с цифровой шкалой) или переделанного ( со встроенным детектором смесительного типа) радиовещательного АМ, как у меня Ишим-003. Если у вас нет такого, а просто обычный АМ приемник – можно конечно попробовать ловить на слух присутствие мощной несущей, как рекомендуется в некоторых описаниях, но, откровенно  говоря, это занятие не для слабонервных — затруднительно сделать даже при поиске основной частоты ГПД, не говоря уже о гармониках. Поэтому не будем мучиться — если контрольный приемник любит АМ, давайте сделаем ему АМ! Для этого (см.рис.6) соединим выход УНЧ с входом при помощи вспомогательного

конденсатора  0С2 емкостью 10-22нФ ( не критично), тем самым превратим наш УНЧ в генератор НЧ, а смеситель теперь будет выполнять ( и довольно эффективно!) функции модулятора АМ с той же частотой, которую слышим в телефонах. Теперь поиск частоты генерации ГПД весьма облегчится не только на основной частоте ГПД но и на её гармониках. Я  это проверил экспериментально, сделав в начале поиск основной частоты (3,5МГц) и ее второй гармоники (7МГц) в режиме связного приемника, а потом в режиме АМ. Громкость сигнала и удобство поиска практически одинаковы, единственное отличие – в режиме АМ из-за широкой полосы модуляции и полосы пропускания УПЧ точность определения частоты немного ниже (2-3%), но это не очень критично, т.к. если нет цифровой шкалы, общая погрешность измерения частоты будет определяться точностью механической шкалы контрольного приемника, а здесь погрешность существенно выше ( до 5-10%), потому и предусматриваем при расчете ГПД диапазон перестройки ГПД с некоторым запасом.

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

Так, при первом включении я получил нижнюю частоту генерации ГПД в пределах 3120-3400кГц ( в зависимости от положения подстроечного сердечника), из чего видно что начальную частоту желательно повысить процентов на 10-12, а , соответственно, для этого надо уменьшить емкость контура на 20-24%. Проще всего это сделать, выбрав С8 равным 620пФ. После этой замены постройкой сердечника катушки легко вгоняем диапазон перестройки ГПД в требуемый (3490-3565кГц) ,что соответствует приему на частотах 6980-7130кГц. Далее подключаем антенну , устанавливаем ручку КПЕ в среднее положение, т.е на середину рабочего диапазона, и  перемещая сердечник катушки L1 настраиваем  входной контур по максимуму шумов и сигналов эфира. Если при вращении сердечника после достижения максимума наблюдается снижение шумов, это свидетельствует что входной контур у нас настроен правильно, возвращаем сердечник в положение максимума и можем приступать к поиску любительских SSB станций и пробному прослушиванию, дабы оценит качество работы ППП.  Если вращением сердечника( в обе стороны) не получается зафиксировать четкий максимум, т.е сигнал продолжает расти, то наш контур неправильно настроен и понадобится подбор конденсатора. Так если сигнал продолжает увеличиваться при полном выкручивании сердечника, емкость контура С2 надо уменьшить , как правило(если предварительный расчет катушки выполнен без ошибок) достаточно поставить следующий ближайший номинал – в моем варианте это 390пФ. И опять проверяем возможность настройки входного контура в резонанс. И наоборот, если сигнал продолжает уменьшаться при полном выкручивании сердечника, емкость контура С2 надо увеличить.

Анализ результатов испытаний ППП и его модернизация.  Как  уже отмечалось выше, первые прослушивания ППП в эфире показали, что

1.Звук получился какой-то звенящий, зажатый по спектру и очень неприятный на слух.

2.Подключение достаточно большой антенны ППП приводит появлению помех из-за прямого детектирования АМ мощных сигналов вещательных  станций, расположенных по частоте вплотную к  любительскому диапазону.

Давайте проанализируем причины возникновения и пути устранения этих проблем в перечисленном  выше порядке. И здесь нам как раз и приходятся параметры транзисторов, полученные при предварительной подготовке.

  1. Проверочное подключение наушников к авторскому ТПП показало, что они исправны и звучат вполне прилично, хотя разумеется не Hi-Fi. Выходит дело не в них , а в неудачно выбранных элементах низкочастотного тракта ( рис.5), отвечающих за формирование его общей АЧХ. Таких элементов четыре :
    • ФНЧ С3L3С5, выполненный по П-образной схеме с частотой среза примерно 3кГц, который обеспечивает горизонтальную АЧХ только при нагрузке, равной характеристическому, которое для указанных на схеме элементов составляет примерно 1кОм[ 5]. В случае рассогласования фильтра его АЧХ несколько меняется: при нагрузке его на сопротивление , в несколько раз меньше характеристического, наблюдается спад АЧХ на несколько дБ в области частоты среза, в обратном случае наблюдается подъем. Небольшой подъем в области верхних частот звукового спектра полезен для улучшения разборчивости, поэтому целесообразно в реальной схеме фильтр нагружать на сопротивление в 1,5-2 раза больше характеристического. Но если же сопротивление нагрузки ФНЧ будет существенно выше, то АЧХ приобретет ярко выраженный резонанс, что приведет к заметному искажению спектра принимаемого сигнала и появлению неприятного «звона».  Следует отметить, что вышесказанное справедливо при достаточно высокой добротности( более 10-15) катушки ФНЧ – это , как правило, катушки намотанные на кольцевых и броневых ферритовых сердечниках высокой проницаемости. У катушек, выполненных на основе малогабаритных НЧ трансформаторов или магнитофонных ГУ, добротность существенно меньше и заметные на слух явления резонанса (звон) практически не заметны даже при нагрузке в 5-7 раз больше оптимальных.   В нашей схеме роль нагрузки выполняет входное сопротивление УНЧ, точнее входное сопротивление каскада на транзисторе Т2, включенного по схеме с ОЭ. Давайте определим его. Для схемы с ОЭ Rвх2=Вст*Rе2, где Rе2 -сопротивление эмиттерного перехода транзистора Т2, его можно достаточно точно определить по эмпирической формуле Rе2=0,026/Iк2 ( здесь и далее все величины выражены в вольтах, амперах и омах).  Итак, Iк2=(Uпит-1,2)/R4=(9-1,2)/10000=0,0008А, Rе2=0,026/0,0008=33 ома, а Rвх2=90*33= 2,97кОм. Вот и первая причина «звенящего» звука ППП – чрезмерно высокая нагрузка ФНЧ. Для обеспечения требуемой нагрузки ставим параллельно С5 резистор 3,3кОм.  Если же у вас применен транзистор с Вст=30-50, то входное сопротивление УНЧ близко к требуемому (1,2-1,6кОм) и дополнительный резистор не нужен.
    • разделительный конденсатор С9, образующий с входным сопротивлением УНЧ однозвенный ФВЧ, имеющий частоту среза Fср=1/(6,28*Rвх2*С9)=1/(6,28*2970*0,0000001)=536Гц.  Вот и причина «зажатого» снизу спектра . Более того если же у вас применен транзистор с Вст=30-50, то ситуация еще хуже — частота среза входного ФВЧ повысится до 1000-1500Гц!!! Чтобы нижняя часть АЧХ ППП не зависела от разброса параметров транзисторов, емкость С9 надо обязательно увеличить в 3-4 раза, т.е. выбираем 0,33-0,47мкФ.
    • конденсатор С10, шунтирующий резистор R5, устраняет общую ( для всего УНЧ) ООС по переменному току на частотах выше Fср=1/(6,28*R5*С10)=60Гц и здесь, на первый взгляд вроде бы все правильно, но…
      Давайте посмотрим на рис. 7, где приведена эквивалентная схема эмиттерной  части выходного каскада УНЧ. Как видно, эмиттерное сопротивление Rе3 транзистора Т3 включено последовательно с конденсатором С10 и они образуют классическую цепь ВЧ коррекции, т.е цепи эквивалентной ФВЧ — подавляющей  низкие частоты  с частотой среза  Fср=1/(6,28*Rе3*С10). Величина эмиттерного сопротивления Rе3 транзистора Т3 =0,026/0,002=13 ом  и следовательно, частота среза цепи ВЧ коррекции выходного каскада  Fср=2,6кГц !!! Вот вам и вторая  причина «зажатого» снизу спектра. Если же у вас ток коллектора Т3 меньше ( для варианта с последовательным включением телефонов — 1мА, т.е резистор R5=1,2-1,5кОм ), то Fср=1,3кГц, что все равно дает крайне неприемлемое значение.  Следует отметить, что в реальной схеме заметное влияние этой цепи на завал АЧХ снизу при относительно небольших Вст  транзистора Т3 ( менее 70-100) сказывается на более низких частотах – примерно с 500-600Гц. Но как только мы повысим эффективное значение  Вст  транзистора Т3 ( введеним дополнительного  эмиттерного повторителя на входе Т3 — см. ниже описание доработки),  оно проявится во всей красе , то бишь завал НЧ с крутизной -6дБ будет во всем диапазоне до частоты среза 2,6кГц. Потому, дабы  нижняя часть АЧХ ППП не зависела от режимов работы транзисторов и их параметров, емкость С10 надо обязательно увеличить в 10-20 раз, т.е. выбираем 47-100мкФ.
    • конденсатор С12 , образующий совместно с индуктивностью параллельно включенных наушников резонасный контур с частотой примерно 1,2кГц. Но хочу сразу отметить, что из-за большого активного сопротивления обмоток  добротность последнего невысока — полоса пропускания по уровню -6дБ примерно 400-2800Гц, поэтому  его влияние на общую АЧХ менее существенно, чем предыдущие пункты, и носит характер вспомогательной фильтрации и небольшой коррекции АЧХ. Так любителям телеграфа можно выбрать С12=68-82нФ, тем самым мы сместим резонанс вниз на частоты 800-1000Гц. Если сигнал глуховат и для улучшения разборчивости речевого сигнала нужно обеспечить подъем верхних частот, можно взять С12=22нФ, что поднимет резонанс вверх до 1,8-2кГц. Для варианта последовательного включения телефонов нужно уменьшить указанные величины конденсатора С12 в 4 раза.
  1. Для расширения ДД нашего ППП нужно максимально повысить усиление его УНЧ , что позволит подавать на вход смесителя меньшие уровни сигнала при сохранении той же громкости и предусмотреть возможность по оперативному регулированию уровня входного сигнала , а фактически – по сопряжению ДД приемника с ДД эфирных сигналов.

Пробные прослушивания показали, что уровень собственных шумов ППП очень мал – шумы еле прослушиваются. А это значит, у нас есть возможность повысить общее усиление УНЧ как минимум в несколько раз – до такого уровня, когда слышимые в телефонах собственные шумы ППП не достигнут порога дискомфорта, — при работе с телефонами, по мнению автора,  этот уровень примерно 15-20мВ. Теоретический анализ показывает, что коэффициент усиления по напряжению  нашей схемы УНЧ ( два каскада с ОЭ с гальванической связью между собой ) в первом приближении Кус=(Вст3*Rтелеф*Iк2)/0,026 , т.е в основном зависит только от тока коллектора первого каскада, статического коэф. усиления тока транзистора Т3 второго каскада и сопротивления телефонов( и, как это странно не покажется, практически не зависит от Вст транзистора Т2 входного каскада).  Из этих трех составляющих формулы – два довольно жестко заданы.  Iк2 =0,5-0,9мА определяется условием получения минимальных шумов первого каскада, Rтел – тоже не изменить ( подразумевается, что телефоны уже включены капсулями последовательно).

Остается  вариант – увеличить Вст. Но как ? Автор  с большим трудом, перебрав добрый десяток МП-шек( имеющих как правило Вст=30-50), нашел один МП41А с Вст=110 ( можно сказать эсклюзив), а нам надо еще больший, раз в 5-7, Вст?

Решение достаточно простое – поставить на входе второго каскада эмиттерный повторитель. При этом общий Вст= произведениюВст3*Вст4 и даже при транзисторах с минимальным Вст=30, общий Вст=900 – более, чем достаточно. В итоге, за счет небольшого усложнения схемы ( добавили один транзистор и резистор) мы увеличили Кус в несколько ( в моем варианте -5-7) раз и при этом получили возможность применять в УНЧ ЛЮБЫЕ  ИСПРАВНЫЕ транзисторы, без предварительно подбора по Вст, при хорошей повторяемости результатов.

Оперативную регулировку уровня входного сигнала , т.е фактически –сопряжение ДД приемника с ДД эфирных сигналов, проще всего реализовать при помощи обыкновенного потенциометра величиной 10-22кОм, включенного между антенной и входным контуром.

Этот же потенциометр достаточно эффективно выполняет и функции регулировки громкости. Теперь нет помех АМ (даже при простейшем низкодобротном одноконтурном преселекторе !)  и  можно слушать весь диапазон вплоть частоты самой вещалки. Фишка в том, что теперь усиление НЧ тракта таково, что при подключении полноразмерной антенны пользователь ППП просто вынужден, дабы сберечь свои уши, снижать уровень входного сигнала с антенны ( громкость ), а тем самым и уровень помех , поступающих на смеситель.   В принципе, при наличии большой антенны можно было бы сразу поставить не отключаемый аттенюатор на 10-20дБ, но я не стал этого делать, т.к. весьма вероятно, что наш ППП , благодаря экономичности и автономному питанию, найдет свое применение в нестационарных условиях, например, при выезде на природу, со случайной антенной или просто куском провода и тогда его повышенная чувствительность окажется совсем не лишней.

При питании ППП от батарейки «Крона» или аккумулятора, по мере их разряда напряжение питания будет уменьшаться от 9,4 до 6,5-7В, приемник сохраняет свою работоспособность , но при этом  будет заметно смещаться диапазон перестройки ГПД.   Если вы планируете оснастить эту конструкцию ППП достаточно точной механической шкалой, имеет смысл обеспечить стабилизацию режима работы ГПД. В отличие от типовых решений с использованием стабилизаторов напряжения ( интегральных или на дискретных элементах), потребляющие для своих нужд дополнительный ток, мы,  для сохранения  экономичности ППП, применим стабилизатор тока ГПД ( а фактически коллекторного тока транзистора Т1) на полевом транзисторе Т5 ( возможно применение практически любых  полевиков из серий КП302,303,307 ,имеющих начальный ток стока не менее 2-3мА).

Настройка выходного напряжения ГПД  теперь производится побором резистора R9, который на время настройки удобно заменить подстроечником 3,3-4,7кОм. После выставления оптимального напряжения ГПД , измеряем  получившееся значение сопротивления и устанавливаем постоянное ближайшего номинала.

Окончательная схема ППП, доработанного с учетом изложенных выше соображений, приведена на рис.8.

А фото его макета на рис.9

Для облегчения сравнения с исходной схемой ( рис.5) нумерация элементов сохранена, а для вновь добавленных элементов нумерация продолжена.

После проведения указанных выше корректировок схемы звучание ППП приобрело естественный, натуральный оттенок и слушать эфир стало более комфортно.

Проведенные в последствии инструментальные измерения показали, что чувствительность (при с/ш=10дБ) примерно 1,5-1,6мкВ, т.е приведенный уровень шумов – примерно 0,5-0,55мкВ. Общий уровень шума на выходе ППП – 12,5-13мВ. Общий Кус  более 20тыс. Уровень сигнала 30% АМ при расстройке 50кГц , создающий помеху ( из-за прямого детектирования АМ) на уровне шумов, порядка 10-11мВ, т.е  у нашего приемника ДД2 получился не хуже 86дБ – отличный результат , на уровне потенциальных возможностей смесителя на ВПД! Для сравнения – популярный нынче  ППП на основе 174ХА2 имеет ДД2 всего 45-50дБ.

Заключение. Как видите, нет так он прост оказался, этот простой ППП. Но техника ППП весьма демократична (тем и славна) и позволяет простыми , буквально подручными, средствами изготавливать и настраивать в домашних условиях  даже начинающим радиолюбителям очень приличные по параметрам конструкции. И, честное слово, давно я не получал такого удовольствия и творческого удовлетворения, как за те четыре дня, что занимался  настройкой и разгребанием «граблей» этого ППП. Справедливости ради надо  отметить, что в последующих аналогичных ( на трех транзисторах) конструкциях ППП от RA3AAE, например в последней [ 6]  подобных проблем нет, ну разве что при больших Вст ( что весьма вероятно для КТ3102),  высоковата  нагрузка ФНЧ, потому если звук ППП получится «звенящим»   –  как это лечится, я надеюсь, вы теперь знаете.

        Литература

  1. Поляков В. Приемник прямого преобразования. — Радио, 1977, №11, с.24.
  2. Беленецкий С. Однополосный гетеродинный приемник с большим динамическим диапазоном. — Радио, 2005г. №10, с.61-64, №11, с.68-71.
  3. Беленецкий С. Приставка для измерения индуктивности в практике радиолюбителя. — Радио, 2005, №5, с.26—28.
  4. http://www.cqham.ru/bespalchik.htm
  5. Поляков В. Радиолюбителям о технике прямого преобразования. ― М.: Патриот, 1990
  6. Поляков В. Простой радиоприемник коротковолновика-наблюдателя. — Радио, 2003, №1 с.58-60,№2 с.58-59

Февраль 2007г.           С.Беленецкий, US5MSQ                                г.Луганск, Украина

Обсудить конструкцию приемника, высказать свое мнение и предложения можно на форуме

Приемник прямого преобразования

В. ПОЛЯКОВ (RA3AAE), г. Москва

Принципиальная схема приемника для работы в диапазоне 80 м. Сигнал из антенны через конденсатор связи С1 поступает на входной контур L1C2C3C4 и далее на смеситель, выполненный на двух включенных встречно-параллельно кремниевых диодах V1, V2. Нагрузкой смесителя служит П-образный фильтр нижних частот L3C10C11 с частотой среза 3 кГц. Напряжение гетеродина подается на смеситель через первый конденсатор фильтра С10. Принципиальная схема УКВ приемника прямого преобразования приведена на рисукне1.


Рисунок 1 – Принципиальная схема УКВ приемника прямого преобразования

Гетеродин приемника собран по схеме с емкостной обратной связью на транзисторе V5. Катушка контура гетеродина включена в коллекторную цепь. Гетеродин и входной контур перестраиваются по диапазону одновременно сдвоенным блоком конденсаторов переменной емкости С3, С6, причем частота настройки гетеродина (1,75-1,9 МГц) вдвое ниже частоты настройки входного контура.

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

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

Катушки приемника L1 и L2 намотаны на каркасах диаметром 6 мм и подстраиваются сердечниками из феррита 600НН диаметром 2,7 и длиной 10-12 мм (можно использовать широко распространенные унифицированные каркасы от катушек радиовещательных приемников). Намотка – виток к витку. L1 содержит 14 витков провода ПЭЛШО 0,15, L2 – 32 витка провода ПЭЛШО 0.1. Отводы у обеих катушек – от 4-го витка, считая от заземленного вывода.

Катушка фильтра L3 индуктивностью -100 мГ намотана на магнитопроводе К18Х8Х5 из феррита 2000НН и содержит 250 витков провода ПЭЛШО 0,1-0,15. Можно применить магнитопровод К10Х7Х5 из того же феррита, увеличив число витков до 300, либо К18Х8Х5 из феррита 1500НМ или ЗОООНМ (в этом случае обмотка должна состоять из 290 и 200 витков соответственно). В крайнем случае, при отсутствии ферритовых магнитопроводов, катушку фильтра можно заменить резистором сопротивлением 1-1,3 кОм. Избирательность и чувствительность приемника при этом несколько ухудшатся. Блок переменных конденсаторов использован от приемника “Спидола”. Можно применить и другой блок, но обязательно с воздушным диэлектриком. Для облегчения настройки на SSB станции желательно оснастить блок хотя бы простейшим верньером.

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

Шасси приемника состоит из передней панели размерами 180Х80 мм и двух боковых планок длиной по 110 и высотой 20 мм, привинченных по бокам передней панели в нижней ее части. Все эти детали выполнены из дюралюминия. К планкам крепится монтажная плата размерами 180Х55 мм из фольгированного гетинакса. Расположение деталей показано на рис. 2. Эскиз печатной платы не приводится, так как расположение проводников зависит от размеров использованных деталей. Печатный монтаж не обязателен. Если плата изготовлена из нефольгированного материала, вдоль нее следует проложить несколько “земляных” шин.


Рис.2

Чем больше площадь “земляных” проводников, тем лучше экранировка деталей от внешних и внутренних наводок.

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

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

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

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

От тщательности выполнения этой операции зависит чувствительность приемника. Диапазон настройки устанавливают сердечником катушки L2 с помощью ГСС или прослушивая сигналы любительских станций. В последнюю очередь настраивают входной контур вращением сердечника катушки L1 по наибольшей громкости приема. Связь с антенной устанавливают конденсатором С1 такой, чтобы большинство станций прослушивалось со средней громкостью. Это избавит от необходимости иметь специальный регулятор громкости в приемнике. Правильно налаженный приемник имеет коэффициент усиления, измеренный как отношение звукового напряжения на телефонах к высокочастотному напряжению на клемме антенны, около 15 тысяч. В эту величину входят коэффициенты передачи входной цепи, смесителя и усиления усилителя НЧ. Напряжение собственных шумов приемника, приведенное к клемме антенны, не превышает 1 мкВ. Телеграфный сигнал величиной 1,5-2 мкВ уже хорошо разбирается в телефонах. Шум эфира при использовании антенны длиной всего несколько метров намного превосходит собственные шумы приемника. Однако для получения достаточной громкости приема желательно, чтобы длина антенны была не менее 15-20 м.

Избирательность приемника по соседнему каналу определяется фильтром нижних частот L3C10C11 и составляет 35 дБ при расстройке ±10 кГц. Лучшую избирательность может дать двухзвенный фильтр. Была измерена также реальная избирательность приемника. Мешающий AM сигнал с коэффициентом модуляции 30%, расстройкой ±50 кГц и амплитудой 0,1 В создает на выходе приемника такое же напряжение, как и полезный сигнал амплитудой 10 мкВ.

Побочные каналы приема имеются, как и в любом приемнике прямого преобразования, на частотах гармоник сигнала, т. е. 7; 10,5; 14 МГц и т. д. Однако они подавляются не менее чем на 50 дБ. Улучшить подавление можно, увеличив добротность входного контура или применив двухконтурный входной фильтр.

Радио N 11 1977г.

Othello ™: новый набор радиочипов с прямым преобразованием, исключающий 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 блокировки, 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 микросхемы обеспечивают основные функции, необходимые для реализации двух- или трехдиапазонной радиосвязи для сотовых телефонов GSM. Технология прямого преобразования в сочетании с новым поворотом модулятора контура трансляции (или прямого ГУН) сокращает объем внешней фильтрации, необходимой в радиостанции, до абсолютного минимума.

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 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: 1850–1910 МГц и 1930–1990 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 на 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.

Проектирование архитектуры радио

Большинство цифровых сотовых телефонов сегодня включают в свою сигнальную цепочку по крайней мере одно «понижающее преобразование». Это преобразование частоты сдвигает полезный сигнал из выделенной полосы RF для стандарта (скажем, 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 полосу модулирующих частот, где он оцифровывается и демодулируется в процессоре цифровых сигналов (DSP).

Идея использования прямого преобразования для приемников уже давно вызывает интерес в разработке радиочастот. 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 GSM малошумящего усилителя (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.Интеграция LNA позволяет сэкономить от 15 до 17 компонентов, в зависимости от степени согласования, требуемой фильтром (теперь исключенным).

Рисунок 1 – Блок-схема двухдиапазонного радиоприемника Othello

Superhomodyne

Приемник прямого преобразования

Функциональная блок-схема архитектуры двухдиапазонной радиостанции GSM 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 радиочастотный фильтр (так называемый «кровельный фильтр»), который служит для пропуска всей желаемой полосы частот, ослабляя все другие внеполосные частоты (блокирующие частоты, 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 более.Усилители основной полосы частот фильтруют эти сигналы, чтобы они не вызывали насыщение приемных АЦП. После каскада усилителя полезный сигнал оцифровывается приемными АЦП.

Передатчик Virtual-IF

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 сигналы I и Q затем модулируются на несущей с промежуточной частотой более 100 МГц.

Выход модулятора поступает на фазочастотный детектор (PFD), где он сравнивается с опорной частотой, которая генерируется внешним каналом, выбирающим гетеродин. Выходной сигнал PFD представляет собой накачку заряда, работающую 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 от +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, передаваемый 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 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:

  1. Уменьшить побочные излучения от радио
  2. Минимизация полосы пропускания двухдиапазонного гетеродина (LO) VCO
  3. 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.

Снижение 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, смешиваясь 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 обязательные 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 сокращение 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 среднеквадратичной погрешностью фазовой траектории 2,5 ° по сравнению с требуемым среднеквадратичным значением 5 °.

Будущие выгоды

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 гетеродина 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 в течение более длительных интервалов 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 радиооборудования 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!) -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 детектора истинной мощности детекторов среднеквадратичной мощности в постоянный ток (AD8361 )

Приемники прямого преобразования

– все, что вам нужно знать

Радиоприемники – очень важные части работающего радио.Радиоприемник – это то, что использует информацию от антенны и демодулирует сигнал, превращая его в то, что мы можем слушать. Есть много разных типов радиоприемников и разных типов конструкций.

Приемник прямого преобразования – это тип приемника, который демодулирует входящий сигнал с помощью генератора, частота которого аналогична несущей частоте входящего сигнала. Приемники прямого преобразования также известны как приемники гомодинные.

В отличие от супергетеродинного приемника, модулированный сигнал преобразуется в аудиосигнал за один прием.Это делает процесс немного проще, чем супергетеродинный процесс, который требует нескольких шагов для преобразования радиосигнала. Частота ПЧ приемника прямого преобразования равна нулю.

Как в гомодинных, так и в супергетеродинных приемниках, модулированный радиочастотный сигнал проходит через антенну и проходит через генератор. В гомодинном приемнике генератор вырабатывает сигнал, идентичный сигналу несущей. В супергетеродинном приемнике генератор вырабатывает сигнал, который немного отличается от сигнала несущей, что создает промежуточную частоту.

Преимущества и недостатки

У приемников прямого преобразования есть много преимуществ и недостатков. Самым большим преимуществом является отсутствие нескольких этапов преобразования. Эта конструкция преобразует сигнал за один проход. Из-за этого конструкция приводит к меньшему потреблению схем и мощности.

Недостаток в том, что иногда может происходить утечка сигнала. Схема с трудом подавляет гудение из-за высокого усиления звуковой частоты, необходимого для работы схемы.

История и использование

Гомодинный приемник, или приемник с прямым преобразованием, был изобретен в 1932 году британцами в попытке создать что-то, что работало бы лучше, чем супергетеродинный приемник.

Сегодня приемники прямого преобразования широко используются в сотовых телефонах, телевизорах, медицинском оборудовании и программно-конфигурируемых радиосистемах.

Заключение

В заключение, радиоприемники – невероятно важная часть радиотехники. Приемник – это то, что принимает информацию от антенны и превращает ее в то, что мы можем понять и услышать.

Существует множество различных конструкций радиоприемников, но два из самых популярных – супергетеродинные и гомодинные (также известные как приемники с прямым преобразованием). Эти два типа приемников работают одинаково, но не одинаково.

Супергетеродинный приемник преобразует модулированный сигнал в базовый сигнал в два этапа. Гомодинный ресивер делает то же самое, за исключением того, что для его завершения требуется всего один шаг. Генератор гомодинного приемника настроен на ту же частоту, что и несущая частота, поэтому он производит демодулированный сигнал за один шаг.

Несмотря на то, что гомодинный приемник использует меньше схем и потребляет меньше энергии, он все еще не так популярен в радио. Супергетеродинный приемник – это то, что в основном встречается в радио, но гомодинный приемник – отличная альтернатива для проверки.

Просмотрите ссылки по теме:

Amplifier Design – What You Need to Know

Oscillator Design – What You Need to Know

https://www.cwtouchkeyer.com/ cwtouchkeyer.com/ham-radio-modulation/

https: // www.cwtouchkeyer.com/ham-radio-electricity-basics/

Источники:

Википедия

Википедия

YouTube

ARRL

Преимущества конструкции приемников с прямым преобразованием

Преимущества приемников прямого преобразования

Производительность и достоинства сигнальной цепи приемника с прямым преобразованием в контексте приложений беспроводной сотовой связи 3G и 4G

РАКЕШ СОНИ и ЭРИК НЬЮМАН
Analog Devices, Норвуд, Массачусетс,
http: // www.analog.com

Операторы сотовой связи жаждали возможности развертывать универсальную беспроводную инфраструктуру, которую можно запрограммировать в полевых условиях для обслуживания ряда сотовых услуг. В конечном счете, беспроводная инфраструктура, развернутая в областях с интенсивным сотовым трафиком, должна обеспечивать динамическую гибкость, позволяющую радиооборудованию адаптироваться к изменяющимся условиям сигнала.

Многостандартные / многодиапазонные радиомодули помогают разрешить дилемму, предоставляя оборудование, которое может быть адаптировано к потребностям развертывания.Современное прямое преобразование представляет собой убедительное решение для программируемых радиостанций и предлагает экономическую выгоду и потенциальное преимущество в производительности по сравнению с традиционными приемными решениями.

Кроме того, архитектуры с прямым преобразованием предлагают большую свободу в обращении к нескольким рабочим диапазонам с использованием одного аппаратного решения. Это обещает быть более экономичным решением, и теперь оно позволяет создавать высокопроизводительные мультистандартные / многодиапазонные радиостанции. В этой статье мы обсудим производительность и достоинства сигнальной цепи приемника с прямым преобразованием в контексте приложений беспроводной сотовой связи 3G и 4G.

Линейка высокопроизводительных сигнальных цепей прямого преобразования

Приемник прямого преобразования напрямую демодулирует модулированную РЧ несущую до частот основной полосы частот, где сигнал может быть непосредственно обнаружен и переданная информация восстановлена. Архитектура прямого преобразования была первоначально разработана в 1932 году как замена супергетеродинных приемников.

Уменьшение количества компонентов за счет исключения каскадов промежуточной частоты (ПЧ) обеспечило привлекательное решение.Путем исключения каких-либо промежуточных частотных каскадов и прямого преобразования сигнала в эффективную частоту с нулевой ПЧ можно игнорировать проблемы изображения, связанные с супергетеродинными архитектурами.

Однако другие проблемы, связанные с прямым преобразованием, включая утечку гетеродина, смещения постоянного тока и характеристики искажения, затруднили практическую реализацию. Последние достижения в технологии интегральных радиочастотных схем теперь позволяют применять традиционную архитектуру прямого преобразования (гомодинную) для реализации широкополосных высокопроизводительных приемников.

Рис. 1. Последние достижения в технологии интегральных радиочастотных схем теперь позволяют применять традиционную архитектуру прямого преобразования (гомодинную) для реализации широкополосных высокопроизводительных приемников, как показано выше.

Широкополосный приемник прямого преобразования представлен на рис. 1. Некоторые из наиболее важных характеристик компонентов выделены в цепочке сигналов. Путь прохождения сигнала приемника начинается от подключения порта антенны к дуплексору.

Дуплексеры часто используются в системах дуплексной передачи в частотной области (FDD), таких как W-CDMA и некоторые версии WiMax.Сеть дуплексных фильтров гарантирует, что передатчик не генерирует слишком много нежелательной энергии за пределами лицензированной полосы частот, помогая при этом отклонять любые нежелательные внеполосные сигналы из-за перегрузки входного сигнала приемника.

Как правило, за несколькими каскадами малошумящего усилителя следует дополнительная полосовая селективная фильтрация и схемы заполнения / согласования, предназначенные для оптимизации характеристик в интересующем диапазоне частот. Каскады LNA, используемые для демонстрационных целей, предлагают очень хорошие широкополосные характеристики и улучшенные узкополосные характеристики с добавлением внешних сетей настройки.

В приложениях, где приемник должен работать с очень широким диапазоном частотных диапазонов, может потребоваться использовать матрицу переключения для настройки различных антенных сетей и каскадов LNA, которые были оптимизированы для определенных частотных диапазонов. После входного каскада с низким уровнем шума желаемая несущая частота преобразуется с понижением частоты до основной полосы частот с помощью IQ-демодулятора.

Гетеродин (гетеродин) подается на смесители I и Q на той же несущей частоте, что и полезный сигнал. Это генерирует суммарную и разностную частоты на выходных портах I / Q основной полосы частот, где фильтры нижних частот сильно отклоняют суммарную частоту и пропускают только разностную частоту.

Для сценария с нулевой ПЧ разностная частота показывает огибающую основной полосы полезного сигнала. Часто бывает выгодно масштабировать амплитуду отфильтрованного I / Q-сигнала основной полосы частот с усилением с переменным усилением.

VGA позволяет регулировать уровни I / Q-сигнала до оптимального уровня для аналого-цифрового преобразования. Как правило, перед аналого-цифровыми преобразователями (АЦП) может применяться дополнительная фильтрация, чтобы гарантировать, что высокочастотный шум и потенциальная утечка или мешающие тоны не попадают обратно в полосу полезного анализа сигнала.

Динамический диапазон приемника

В приемнике используются высокопроизводительные интегральные схемы RF, которые обеспечивают широкий диапазон частот и высокий мгновенный динамический диапазон. Мгновенный динамический диапазон является важной характеристикой для любого приемника, который должен работать в среде с несколькими несущими, где полезные сигналы могут иметь соседние мешающие сигналы со значительно более высокими уровнями мощности.

Двухтональный SFDR может предоставить разработчикам системы более точное предсказание нелинейного поведения.Обычной практикой является проверка устойчивости приемника в условиях блокировки большого сигнала с использованием однотональных и двухтональных сигналов помех. Изучая нелинейное поведение приемника при двухтональном возбуждении, можно рассчитать различные точки пересечения, которые помогают количественно оценить и смоделировать характеристики искажения и общий динамический диапазон приемника.

Рис. 2. Выше показаны характеристики двухтональной интермодуляции приемника на Рис.1.

На рисунке 2 изображен выходной спектр I + jQ приемника, когда он представлен двумя большими мешающими непрерывными тонами, которые находятся в непосредственной близости от предполагаемой частоты полезного сигнала. В этом тестовом примере входные сигналы подавались с входными уровнями –30 дБмВт. Это представляет собой пессимистический сценарий блокировки, который является гораздо более серьезным, чем любые стандартные условия тестирования блокировки, которые требуются в сотовых системах 3G и 4G.

При дискретизации сигнала вблизи или на частотах основной полосы частот гармонические искажения из-за нелинейностей второго, третьего, четвертого и даже пятого и седьмого порядков могут ограничивать производительность в условиях входного большого сигнала.В частности, нелинейное поведение I / Q-демодулятора должно быть достаточно адекватным, чтобы гарантировать, что элементы интермодуляции, генерируемые как полезными, так и нежелательными сигналами, не искажают интересующие полезные сигналы.

Вместо того, чтобы сосредотачиваться в первую очередь на точке пересечения третьего порядка (IP3) – общей метрике искажения, которая является фокусом в большинстве конструкций приемников выборки узкополосной ПЧ – также важно сосредоточиться на условиях искажения из-за нелинейностей четного и нечетного порядка.Такие нелинейности часто количественно оцениваются с использованием показателей IP2, IP4 и IP5. Как правило, важно проверять все паразитные сигналы, поступающие в полосе анализа приемника при наихудших условиях входа, чтобы гарантировать надежную работу.

В таких жестких условиях блокировки продукты интермодуляции из-за нелинейностей высокого порядка могут попадать в полосу частот и снижать чувствительность приемника. Наиболее важные нелинейные члены отмечены на рис. 2.

Обратите внимание, как члены нечетного порядка подходят близко к основным входным тонам.Это помогает объяснить, как близко расположенные мешающие сигналы могут генерировать продукты интермодуляции, которые попадают в полосу полезного сигнала. Разностная частота мешающих тонов (f2 – f1), являющаяся результатом конечной нелинейности приемника второго порядка, также может попадать в полосу полезного сигнала при использовании архитектур с прямым преобразованием.

В качестве примера, ADIsimRF, бесплатный онлайн-калькулятор цепочки сигналов от Analog Devices, использовался для моделирования характеристик динамического шума и искажений приемника в различных условиях испытаний.Характеристики нелинейного перехвата были смоделированы и измерены до нелинейных членов седьмого порядка и сравнены с каскадными перехватами, предсказанными с помощью ADIsimRF.

Анализируя нелинейное поведение отдельных компонентов и общие результаты каскадирования, можно было бы лучше оптимизировать линейку приемников для достижения наивысшего уровня мгновенных характеристик динамического диапазона. Использование этого подхода привело к получению высокочувствительного приемника с

Утечка гетеродина и снижение чувствительности смещения постоянного тока

Любая утечка гетеродина, исходящая обратно к входному РЧ-порту, может отражаться обратно в приемник и смешиваться с гетеродином.Самосмешивание приводит к квадрату формы сигнала гетеродина, который генерирует вторую гармонику, обычно на очень высокой частоте и сильно ослабленную фильтрацией основной полосы частот, и смещение по постоянному току, которое попадает в полосу частот приемника с прямым преобразованием. Обратите внимание на член постоянного тока на рис. 2.

Методы калибровки и коррекции смещения постоянного тока часто требуются в любой системе с дискретизацией основной полосы частот. Остаточное смещение постоянного тока эквивалентно мешающему сигналу в пределах полосы анализа сигнала. Несколько методов могут быть применены для смягчения проблемы, включая отслеживание и подавление постоянного тока, связь по переменному току в основной полосе частот или просто путем выбора компонентов с хорошими характеристиками постоянного тока, включая высокие характеристики искажения четного порядка.

Квадратурные дефекты и отклонение изображения

Рассогласование амплитуды и фазы I / Q может привести к ухудшению отношения сигнал / шум. В идеальном I / Q-демодуляторе I / Q-сигналы основной полосы частот имеют идеальное фазовое соотношение 90 ° между векторами I и Q и, как говорят, находятся в идеальной квадратуре. В таких условиях различение символов в цифровой области можно легко определить по мгновенным траекториям вектора I / Q.

Когда несоответствие I / Q поражает систему, векторы символов I / Q будут страдать от амплитудных и фазовых ошибок, которые ухудшат восстановленное SNR для интересующих сигналов.Статические искажения I / Q можно исправить с помощью цифровых методов.

Важно изучить эффективность подавления изображения приемником прямого преобразования в зависимости от уровня сигнала и смещения от несущей частоты. Понимание однотональных ухудшений I / Q приемника помогает упростить процесс интерпретации измеренных характеристик при подаче модулированного сигнала.

Производительность MER

Коэффициент ошибок модуляции (MER) – это мера, используемая для количественной оценки точности модуляции цифрового радиопередатчика или приемника.В идеально линейной и бесшумной системе сигнал, принимаемый приемником, будет иметь все траектории I / Q-символа, отображаемые в точные идеальные местоположения созвездия сигнального пространства, но различные недостатки в реализации (такие как дисбаланс амплитуды, минимальный уровень шума и фазовый дисбаланс ) приводят к отклонению фактических измеренных векторов символов от идеальных положений. Приемник с прямым преобразованием показывает примерные уровни производительности MER для различных схем модуляции. На рисунках 3 и 4 показаны характеристики MER по отношению к входной мощности для сигналов OFDMA, WiMAX и WCDMA шириной 10 МГц соответственно.

Рис. 3. Зависимость MER от RF Входная мощность для сигнала OFDMA WiMAX 10 МГц.

В общем, приемник демонстрирует три различных ограничения MER по сравнению с мощностью принимаемого входного сигнала. При сильных уровнях сигнала компоненты искажения, попадающие в полосу частот из-за нелинейностей в приемнике, вызовут сильное ухудшение MER.

На средних уровнях сигнала, когда приемник ведет себя линейно и сигнал значительно превышает любые вклады шума, MER достигает оптимального уровня, на котором преобладает квадратурная точность демодулятора, сети фильтров и усилителя с переменным усилением (VGA ), а также точность испытательного оборудования.

По мере того, как уровни сигнала уменьшаются, так что шум является основным вкладом, характеристики MER в зависимости от уровня сигнала будут демонстрировать ухудшение отношения дБ к дБ с уменьшением уровня сигнала. На более низких уровнях сигнала, когда шум оказывается доминирующим ограничением, MER в децибелах оказывается прямо пропорциональным SNR.

Рис. 4. Зависимость MER от RF Входная мощность для сигнала WCDMA при нулевой ПЧ, низкой ПЧ и блокировке.

Более пристальный взгляд на рис. 4 показывает отказоустойчивые характеристики приемника при различных сценариях.Можно ожидать, что вариант с низкой ПЧ 5 МГц будет наиболее многообещающим, поскольку он защищен от любых смещений постоянного тока и фликкер-шума, которые связаны со случаем нулевой ПЧ. При более низких уровнях мощности шумовые характеристики приемника довольно постоянны. Даже при наличии однотонального или двухтонального блокиратора (общий тестовый пример для требований базовой станции W-CDMA) отклонение коэффициента шума находится в пределах 1 дБ.

Рис. 5. Зависимость отклонения изображения от частоты РЧ для различных ПЧ WCDMA.

Коэффициент отклонения изображения – это отношение уровня сигнала промежуточной частоты (ПЧ), создаваемого желаемой входной частотой, к уровню, создаваемому частотой изображения. Коэффициент отклонения изображения выражается в децибелах. Соответствующее отклонение изображения имеет решающее значение, поскольку мощность изображения может быть намного выше, чем мощность полезного сигнала, тем самым затрудняя процесс преобразования с понижением частоты.

На рисунке 5 показано отклонение изображения в зависимости от нескольких частот ПЧ для W-CDMA. Приемник обеспечивает отличное отклонение неоткалиброванного изображения.За счет дополнительной цифровой коррекции целесообразно добиться подавления изображения более 75 дБ, что позволяет приемникам прямого преобразования одновременно захватывать несколько соседних сигналов с сильно различающимися уровнями мощности (ключевая особенность для конструкций приемников с несколькими несущими). ■

Приемник прямого преобразования диапазона 30 м

Приемник прямого преобразования диапазона 30 м

Большое спасибо Dave G7UVW за отличную ревизию следующий текст

Приемник прямого преобразования диапазона 30 м

Описанный приемник прямого преобразования состоит только из полосового фильтра, микшер IC, VFO и звуковой фильтр.Эта простая схема, состоящая всего из 22 частей, должна потратьте несколько часов на выходные, чтобы построить. Для большей простоты исключите L1 и C1 и подключите C2 к ползунку P1.

Рис.1: Схема приемника

VFO

Секция генератора NE612 сконфигурирована как осциллятор Колпитца или Клаппа с последовательной настройкой. В зависимости от деталей диапазон приема от 10050 кГц до 10250 кГц. Из-за допусков компонентов количество оборотов и / или мощность L3 и C7 регулируются для настройки необходимая часть полосы.

Смеситель и усилитель НЧ

За каскадом микшера следует селективный усилитель звука. Сбалансированные уровни постоянного напряжения на выходах микшера и входах усилителя позволяют компонент, сохраняющий прямое соединение. После подавления нежелательных радиочастотных продуктов с помощью C9 и C10 оставшиеся AF передаются на неинвертирующие входы Двойной операционный усилитель TL072. Последовательный резонансный контур, построенный из Dr1 и C1, помогает некоторая селективность автофокуса. Каскад AF имеет усиление 46 дБ при резонансной частоте 660 Гц. частота.Громкость звука регулируется аттенюатором P1 на антенне. Терминал. Выходы TL072 не имеют низкого импеданса. Итак, при подключении 60 Ом В наушниках следует последовательно установить резистор на 470 Ом.

Блок питания

Приемник работает в диапазоне напряжений Ub = 8 … 15 В. Каскад AF питается напрямую от Ub, и микшер получает постоянную +6 В. напряжение от IC2. Потребление тока приемниками составляет ок. 6 мА без входной сигнал. Вы можете сэкономить 1… 2 мА при использовании регулятора 6 В с более низкий ток покоя.

Список деталей

Деталь № Значение
P1 Потенциометр 1 кОм
R1, R2 10 кОм
C1, 3 Подстроечный конденсатор 5 .. 90 пФ
C2 3,9 пФ
C4 2 x 20 пФ
Конденсатор переменной частоты для широкополосного вещания
C5 100 пФ
C6 220 пФ
C7 150 пФ
C8 0,1 мкФ
C9, 10 47 нФ
C11 2,2 мкФ
C12 100 мкФ, 25 В
L1, 2 T50-2, 30 витков прим./ 3 оборота сек.
L3 T50-2, 30 витков
Др1 33 мГн
IC2 NE612 DIP
IC2 78L06
IC3 TL072 DIP напр.
KH Наушники Ri> 60 Ом

Центровка

Юстировка Для юстировки приемника используйте существующий приемник рекомендуется.Сначала проверьте частоту VFO. Настройка ресивера должна быть возможным в диапазоне от 10050 кГц (C4 макс.) до 10250 кГц (C4 мин.) с помощью переменный конденсатор. Для этого послушайте сигнал VFO на другом приемнике. Наконец, настройте C1 и C3 на 10100 кГц, максимальную звуковую мощность рабочего любительское радио st

3.14: Современные архитектуры – Разработка LibreTexts

В этом разделе обсуждаются архитектуры передатчика и приемника в поколениях, предшествовавших программно-определяемой радиосвязи (которые использовались в 4G и 5G).Это архитектуры, которые могут быть реализованы в аналоговом оборудовании.

3.7.1 Архитектура приемника

Достичь высоких характеристик для приемника сложнее, чем для передатчика.

или передатчик. Коммуникационные приемники чаще всего используют смешивание радиочастотного сигнала с фиксированным сигналом, называемым гетеродином, для создания низкочастотной копии модулированного радиочастотного сигнала. В некоторых архитектурах приемников используется один этап микширования, в других – два.В сотовых системах приемник должен быть достаточно чувствительным, чтобы обнаруживать сигналы размером \ (100 \ text {fW} \) или меньше.

Некоторые из архитектур, используемых в современных приемниках, показаны на рисунке \ (\ PageIndex {2} \). Рисунок \ (\ PageIndex {2} \) (a) – это супергетеродинная архитектура в той же форме, в которой она использовалась на протяжении столетия. Ключевые особенности этой архитектуры состоят в том, что есть две стадии микширования, и требуется фильтрация для подавления ложных продуктов микширования. Каждая ступень микширования имеет свой собственный ГУН.Приемник постепенно снижает частоту несущего информацию сигнала. Смеситель для подавления изображения в пунктирной рамке обеспечивает подавление частоты изображения для создания ПЧ (или частоты основной полосы частот), которая может быть непосредственно дискретизирована. Однако добиться необходимого баланса амплитуды и фазы сложно. Вместо этого иногда используется архитектура, показанная на рисунке \ (\ PageIndex {2} \) (b). Фильтр между двумя смесителями может быть довольно большим. Например, если

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Архитектура полярного модулятора: (a) компоненты с амплитудной и фазовой модуляцией, усиленные отдельно и объединенные; и (b) амплитуда, используемая для модуляции источника питания, управляющего насыщающим усилителем с фазомодулированным входом.{\ circ} \) фазовращатель; \ (f _ {\ text {HIGH}}, \: f _ {\ text {MED}}, \) и \ (f _ {\ text {LOW}} \) обозначают секции с относительно высокой, средней и низкой частотой. .

Входящий сигнал

равен \ (1 \ text {GHz} \), частота сигнала после первого микшера может быть \ (100 \ text {MHz} \).

Фильтры меньше по размеру и имеют более высокую производительность на более высоких частотах. Это используется в приемнике с двойным преобразованием, показанном на рисунке \ (\ PageIndex {2} \) (c). Это похоже на традиционную супергетеродинную архитектуру, за исключением того, что ПЧ между двумя смесителями высока.Например, если входящий сигнал – \ (1 \ text {GHz} \), выход первого микшера может быть \ (3 \ text {GHz} \). Эта архитектура также обеспечивает широкую радиосвязь с диапазоном, выбранным путем выбора частот двух гетеродинов.

Приемник с низкой или нулевой ПЧ, показанный на рисунке \ (\ PageIndex {2} \) (d), использует меньше оборудования и обычно используется в менее требовательных коммуникационных приложениях. В высокопроизводительных системах, таких как сотовая телефонная система, эта архитектура требует больше времени на разработку, а также схемы калибровки для обрезки трактов I и Q таким образом, чтобы они были точно согласованы.

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): Преобразование частоты с использованием гомодинного смешения: (а) спектр с большим гетеродином и низкочастотными составляющими после преобразования с понижением частоты; (b) спектр основной полосы частот, показывающий только положительные частоты; (c) спектр основной полосы частот после микширования; (d) спектры понижающего преобразования, когда радиосигнал не имеет спектрального содержания на несущей частоте; и (e) сигнал, прошедший через фильтр нижних частот, преобразованный с понижением частоты (d).

3.7.2 Однородное преобразование частоты

Homodyne Mixing and Detection – одна из самых ранних технологий беспроводных приемников, которая используется в AM-радио.При гомодинном микшировании несущая модулированного сигнала регенерируется и синхронизируется по фазе с входящей несущей частотой. Смешивание несущей с РЧ-сигналом приводит к получению ПЧ-сигнала с центром вокруг нулевой частоты.

Спектры сигналов при гомодинном смешивании показаны на рисунке \ (\ PageIndex {3} \). На рисунке \ (\ PageIndex {3} \) (a) радиочастотные сигналы показаны с правой стороны, а сигналы основной полосы частот показаны с левой стороны. Обычно на более низких частотах отображаются как положительные, так и отрицательные частоты, чтобы было легче проиллюстрировать процесс преобразования.Конечно, отрицательных частот не бывает. Характерной чертой гомодинного микширования является то, что гетеродин соответствует несущей и находится в середине желаемого радиочастотного канала. Компоненты радиочастотного сигнала смешиваются с гетеродином, и кажется, что весь радиочастотный спектр смещен вниз относительно постоянного тока. Конечно, фактический спектр основной полосы частот определяется только для положительных частот, поэтому сигналы основной полосы с отрицательной частотой и сигналы основной полосы с положительной частотой объединяются, чтобы получить обнаруженный спектр основной полосы частот, показанный на рисунке \ (\ PageIndex {3} \) (b) .В других схемах модуляции этой возможной потери информации можно избежать с помощью квадратурной демодуляции. Амплитудно-модулированный сигнал имеет идентичные боковые полосы модуляции, поэтому сворачивание положительных и отрицательных частот в основной полосе не приводит к потере информации. Затем используется простая схема определения амплитуды, такая как выпрямитель, и выпрямленный сигнал (обычно) передается непосредственно на динамик.

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Преобразование частоты с использованием супергетеродинного смешения.

Рисунок \ (\ PageIndex {5} \): Преобразование частоты с использованием гетеродинного микширования, показывающее эффект искажения изображения с преобразованным с понижением частоты изображением, перекрывающим основной канал, преобразованный с понижением частоты.

Рисунок \ (\ PageIndex {6} \): Преобразование частоты с использованием квадратурного микширования прямого преобразования: (а) спектр основной полосы частот на выходе I приемника; (b) спектр основной полосы частот на выходе Q приемника; и (c и d) спектр следующих I и Q каналов.

3.7.3 Гетеродинное преобразование частоты

При гетеродинном микшировании локально сгенерированный гетеродин и основной радиочастотный канал разделены по частоте, как показано на рисунке \ (\ PageIndex {4} \) (a). На этом рисунке РЧ-сигналы (показанные как три дискретных канала в правой части спектра) смешиваются с гетеродином для получения сигналов на более низкой частоте. Эта более низкая частота обычно не является конечной частотой основной полосы частот, и поэтому называется промежуточной частотой (ПЧ). ПЧ основного канала находится на разностной частоте РЧ-сигнала и гетеродина.В этом есть несколько важных уточнений. Первый из них связан с ограничением количества сигналов, которые могут смешиваться с гетеродином. Это делается с помощью фильтра предварительного выбора RF. Чтобы увидеть трудности, связанные с каналом изображения, рассмотрим преобразование частоты в промежуточную частоту, описанную на рисунке \ (\ PageIndex {5} \). Фильтрация снижает уровень канала изображения, как показано на рисунке \ (\ PageIndex {5} \) (a). Обратите внимание, что основной канал и его изображение равноудалены от гетеродина, см. Рисунок \ (\ PageIndex {5} \).Оба преобразовываются с понижением частоты до одной и той же частоты ПЧ. В худшем случае изображение ПЧ может быть больше, чем изображение желаемого канала.

3.7.4 Приемник прямого преобразования

Приемники прямого преобразования Zero-IF похожи на квадратурные гомодинные приемники в том, что гетеродин располагается рядом с центром радиочастотного канала. Важной характеристикой приемников прямого преобразования является то, что существует только один уровень микширования. Процесс преобразования описан на рисунке \ (\ PageIndex {6} \).Особое преимущество прямого преобразования состоит в том, что исключаются относительно большие фильтры ПЧ. Они неизменно реализуются в виде квадратуры

.


Рисунок \ (\ PageIndex {7} \): квадратурный демодулятор прямого преобразования.

, см. Рисунок \ (\ PageIndex {7} \). используется в сотовых телефонах, поскольку потребляет мало энергии постоянного тока и, следовательно, продлевает срок службы батареи и совместим с монолитными ИС. Прямое преобразование в настоящее время является предпочтительным методом преобразования с понижением частоты.

Основная неидеальность этой конструкции – смещение постоянного тока в спектре с понижением частоты.Смещение постоянного тока возникает в основном из-за самосмешивания или выпрямления гетеродина. Это смещение постоянного тока может быть намного больше, чем сам сигнал, преобразованный с понижением частоты. Один из способов справиться со смещением постоянного тока – это фильтрация верхних частот преобразованного с понижением частоты сигнала, но для фильтрации верхних частот требуется большой пассивный компонент (например, последовательный конденсатор), по крайней мере, чтобы избежать проблем динамического диапазона активных фильтров. Фильтрация верхних частот преобразованного с понижением частоты сигнала обязательно отбрасывает информацию в спектре сигнала, и это может быть удовлетворительным только в том случае, если для начала имеется очень мало информации о постоянном токе.

Основная задача при проектировании преобразователей с нулевой ПЧ заключается в преодолении проблемы смещения постоянного тока и, в меньшей степени, в борьбе с джиттером гетеродина. Однако в 4G и 5G используется схема, позволяющая преодолеть эти ограничения. Об этом мы поговорим в следующих главах.

3.7.5 Приемник малой ПЧ

В приемнике с низкой ПЧ одноступенчатое гетеродинное смешение используется для преобразования с понижением частоты модулированной РЧ несущей до частоты чуть выше постоянного тока, возможно, в несколько сотен килогерц или несколько мегагерц, в зависимости от ширины полосы радиочастотного канала.При этом устраняется проблема смещения постоянного тока приемника прямого преобразования. Этот частотный сдвиг может составлять всего несколько сотен герц, чтобы быть эффективным. Низкое преобразование ПЧ в настоящее время является предпочтительным методом преобразования с понижением частоты в сотовых телефонах, поскольку оно требует очень небольшого использования батареи, не требует больших фильтров ПЧ и совместимо с монолитными ИС. Иногда преобразование с низкой ПЧ называют прямым преобразованием с понижением частоты, но есть небольшая разница.

3.7.6 Аналого-цифровое преобразование с субдискретизацией

Приемники

с субдискретизацией решают проблему смещения постоянного тока, типичную для других приемников с прямым преобразованием.Идея состоит в том, чтобы дискретизировать модулированный радиочастотный сигнал на субгармонике несущей радиочастотного сигнала, который необходимо преобразовать. Частота дискретизации должна как минимум вдвое превышать ширину полосы частот модулирующего сигнала, а ширина полосы трекового режима должна быть больше несущей частоты. Таким образом, апертура дискретизации является критическим параметром и должна быть в несколько раз меньше периода несущей. К счастью, время апертуры цепей слежения CMOS адекватное. Очень важно использовать фильтр предварительного выбора RF для устранения нежелательных помех и шума за пределами диапазона связи.Наложение сигналов вне полосы пропускания Nyquist на сигнал основной полосы частот является следствием субдискретизации. Сигналы соседних каналов преобразуются без наложения спектров, но они будут находиться за пределами полосы пропускания

.

Рисунок \ (\ PageIndex {8} \): Двусторонний приемопередатчик с двойным преобразованием для широкополосной работы аварийной или военной радиостанции.

сигнал основной полосы частот. Фликкер-шум на тактовой частоте дискретизации умножается на коэффициент субдискретизации и появляется как дополнительный шум в основной полосе частот.Одно время это был очень привлекательный вариант, но его уступили приемникам с низкой ПЧ.

3.7.7 Первое преобразование IF-to-Basebind

В архитектуре супергетеродинного преобразования есть два гетеродинных каскада, при этом ПЧ первого каскада в современных системах находится в диапазоне от \ (20 \) до \ (200 \ text {MHz} \). Назначение частот известно как частотное планирование, и основные поставщики радиостанций считают это собственностью. Затем эта ПЧ преобразуется в гораздо более низкую ПЧ, обычно от \ (100 \ text {kHz} \) до нескольких мегагерц выше центральной частоты сигнала основной полосы частот.Эта частота обычно называется основной полосой частот, но строго это не так, потому что сигнал все еще смещен по частоте относительно постоянного тока. Некоторые архитектуры прямого преобразования оставляют первый каскад гетеродинного микширования на месте и используют прямое преобразование первой ПЧ в основную полосу (истинная основная полоса – около постоянного тока).

3.7.8 Двусторонний приемник двойного преобразования

Рассмотренные до сих пор приемники подходят для узкополосной связи, типичной для двухточечной и бытовой мобильной радиосвязи. Есть много ситуаций, когда диапазон принимаемых или передаваемых радиочастотных сигналов охватывает очень широкую полосу пропускания, например, в случае аварийных радиоприемников, телевидения и военной связи.Однако обычно мгновенная полоса пропускания мала. Если используются узкополосные внешние РЧ-архитектуры, потребуется переключаемый блок фильтров, что приведет к непрактично большой радиосвязи. Одним из решений для покрытия очень широкой полосы частот RF является архитектура приемопередатчика с двойным преобразованием, показанная на рисунке \ (\ PageIndex {8} \). Показан частотный план типичного радио, использующего каналы \ (0.1 \ text {MHz} \) между \ (20 \ text {MHz} \) и \ (500 \ text {MHz} \). Ключевой особенностью этой радиостанции является использование двунаправленных микшеров.Следуя цепочке РЧ слева направо, РЧ сначала смешивается по частоте, фильтруется полосой пропускания с использованием распределенного фильтра с высоким – \ (Q \), а затем преобразуется с понижением частоты до более низкой частоты, которая может быть дискретизирована непосредственно АЦП. Пассивный (и, следовательно, двунаправленный) фильтр с гораздо более высокими характеристиками может быть реализован на частотах гигагерц, чем на нескольких десятках мегагерц. При передаче функция аналогична, с повторно используемыми микшерами и гетеродином. В качестве приемника используется режекторный фильтр или фильтр нижних частот, чтобы блокировать частоту изображения первого смесителя, так что только верхняя ПЧ боковой полосы представлена ​​первому полосовому фильтру.Фильтр нижних частот или режекторный фильтр может быть фиксированным, хотя в показанном плане должно быть как минимум два состояния фильтров. При передаче фильтры нижних частот или режекторные фильтры предотвращают излучение частоты изображения.

vk3ye dot com – простые приемники прямого преобразования FT8 и JS8

Цифровые режимы легко построить приемники. Большая часть необходимого усиления и избирательности обеспечивается вашим компьютером и программным обеспечением. Все, что действительно нужно, – это преобразователь частоты для переключения входящего сигнала на аудиовход, необходимый вашему компьютеру.Это включает гетеродина, ступени смесителя, некоторых настроенных схем для селективности и, возможно, некоторого усиления радио или звуковой частоты. Возьмите несколько транзисторов, подключите их к приемнику прямого преобразования – и вперед.

Конечно, есть компромиссы. Наиболее заметной является проблема, присущая простым приемникам прямого преобразования. Это прием так называемое «звуковое изображение». Поскольку в приемнике нет кварцевого фильтра или схемы поэтапного отключения, он принимает оба сигнала. выше и ниже частоты гетеродина с одинаковой силой.Это может быть проблемой, если есть сигналы на расстоянии около 3 кГц от полезный сигнал на другой стороне сигнала гетеродина. Тем не менее, это небольшая цена за то, что очень просто. И, как вы увидите из видео, у многих станций все равно будет хороший прием.

Расшифровка FT8 с 3-х транзисторным приемником

Это один из моих ранних тестов. Это было сделано с помощью приемника, который я использовал вместе с программным обеспечением SDR для приема SSB и CW.В этом случае я получаю FT8 с программным обеспечением WSJT-X. Преобразователь использует керамический резонатор для регулировки частоты. Он менее стабилен, чем кристалл, но все же работает.

Трехтранзисторный приемник JS8 на 3,5 МГц

Здесь используется схема, аналогичная приведенной выше. Как бы то ни было, он удобно использует несколько параллельных кристаллов 3,58 МГц (которые доступны дешево), чтобы понизить гетеродин до 3.578 МГц. Это частота, используемая для JS8. JS8 менее популярен, чем FT8, но его интереснее слушать (или это «часы»?), Поскольку это разговорный режим, а не стандартная настройка. биржи типа FT8.

КВ-кристаллы цифрового режима от W6OUT (и простой приемник FT8 / JS8 / WSPR 7 МГц)

Это произошло, когда Мэтью W6OUT прислал мне изготовленные на заказ кристаллы WSPR, JS8 и FT8. Это значительно упростило создание простого приемника для этих режимов на популярных диапазонах.Видео описывает и содержит схему этого трехтранзисторного приемника.

Портативный приемник FT8 с прямым преобразованием цифровых сигналов

После того, как я был доволен вышеуказанным приемником, я использовал несколько кристаллов и добавил поворотный переключатель, чтобы я мог переключаться на различные диапазоны и режимы. Видео показывает, что DX-декодирование возможно, пока я нахожусь на улице в тихом месте, где отсутствуют радиочастотные помехи.

Раскрытие информации: я получаю небольшую комиссию за товары, приобретенные по ссылкам на этом сайте.
Пункты были выбраны исходя из вероятной полезности и оценки удовлетворенности 4/5 или выше.

Приемник прямого преобразования W0RIO Meadowlark

Приемник прямого преобразования W0RIO Meadowlark

(C) 2020, Дж. Форрест Кук W0RIO


Передняя панель: модуль гетеродина, Задняя панель: преселектор, ВЧ-предусилитель, микшер, модули усилителя НЧ


Модули преселектора, ВЧ предусилителя и микшера приемника Meadowlark.


Обратите внимание на изолированный настроечный конденсатор внутри модуля смесителя Meadowlark. нижний правый.


Внутри модуля гетеродина Meadowlark


Схема приемника прямого преобразования Meadowlark


Схема местного генератора приемника Meadowlark

Введение

Этот проект – моя вторая попытка создать вакуумную лампу. приемник прямого преобразования для радиолюбителей. Это прямой потомок моего Проект и использование трубчатого приемника прямого преобразования House Finch РЧ-усилитель (модифицированный), а также аудиоусилитель из этого проекта.Производительность значительно улучшена по сравнению с дизайном House Finch. Приемник собран с использованием отдельных схемных модулей. вокруг стальных электромонтажных коробок, коробок и оборудования. Название Meadowlark происходит от приятных звуков, которые издает этот ресивер, очень похож на своего птичьего тезки. В Meadowlark используется всего пять электронных ламп, которые можно уменьшить до три лампы, если используется внешний аудиоусилитель.

Проведя несколько экспериментов с двухпластинчатыми балочными трубами и построив 6AR8 AM / SSB Modulator, я решил попробовать собрать детектор продукта с помощью листовой балки.6JH8 очень похож на 6AR8, но имеет более высокое усиление, чем у любой лампы. будет работать в этой схеме. 6AR8 наиболее чувствителен при смещении дефлектора -8 В, в то время как 6JH8 наиболее чувствителен при смещении -14 В. Эксперименты с обеими этими схемами показали, что напряжение смещения равно не очень критично.

Ресиверы прямого преобразования известны своим высоким качеством звука. верность и может звучать так же хорошо или лучше, чем многие конструкции супергеток. Этот приемник хорошо подходит для приема сигналов SSB и CW.Приемники с прямым преобразованием менее полезны для приема сигналов AM. например, коротковолновые радиовещательные станции, поскольку они создают искажения высоты звука если они не настроены точно на несущую частоту передатчика. Рекуперативные ресиверы, такие как W0RIO Конструкции приемников Piglet или superhet, как правило, лучше подходят для прослушивания сигналов вещания AM.

Приемники с прямым преобразованием также сталкиваются с рядом проблем, в том числе с перехватом. шума, вызванного утечкой гетеродина и микрофоном из-за требуется высокий уровень усиления звука.Эта конструкция довольно хорошо справляется с гудением, пока она встроен в хорошо экранированный корпус с хорошей изоляцией между RF усилитель, смеситель и гетеродин. ВЧ-предусилитель и высокоуровневый VFO-инжектор помогают свести к минимуму микрофонный эффект, которые в основном поступают из детекторной трубки 6JH8.

Другая проблема с приемниками прямого преобразования заключается в том, что они улавливают как нижняя, так и верхняя боковые полосы, что приводит к увеличению потенциальных помех от близлежащих станций.Это никогда не мешало энтузиастам любительского радио использовать приемники постоянного тока для завязывая много контактов.

Предупреждение

Этот проект предполагает использование потенциально опасных для жизни высоких напряжений. включая 120 В переменного тока и 220 В постоянного тока. К проекту следует браться только тем, у кого есть опыт работы с схема высокого напряжения. Шнур питания всегда должен быть удален, а конденсаторы источника питания должен разряжаться при работе в цепи.

Теория

Напряжение 220 В B1 + и 6.Напряжение накала 3 В переменного тока поступает от внешний источник питания, такой как Эта схема может быть построена из общедоступных современных деталей. Приемник будет работать с источником питания B1 + в диапазоне от 175 до 250 В. Регулируемый источник питания 6,3 В постоянного тока / 1 А также необходим для питания нити накала 6JH8, нить накала 6BA6 и цепь смещения дефлектора 6JH8 с питанием постоянного тока. Если нить 6JH8 работает от 6,3 В переменного тока, будет подаваться много гула 60 Гц. в аудио. Нить накала 6BA6 также добавит небольшой гул, если она будет работать на 6.3VAC. Обратите внимание, что этот блок питания может использоваться для выработки регулируемого высокого напряжения, подходящего для питания для этого радио необходимо добавить внешние источники питания на 6,3 В переменного тока и 6,3 В постоянного тока.

Напряжение B1 + управляет каскадом звукового усилителя мощности. B1 + опускается и фильтруется с помощью компонентов лестницы RC для получения B2 + и напряжения B3 + для работы каскадов звукового предусилителя, микшера и ВЧ-усилителя.

Радиосигналы от антенного фидера 50 Ом попадают в настроенный преселектор. входной трансформатор, что увеличивает импеданс для управляющей сетки G1 ВЧ усилителя 6BA6.Настраивающий конденсатор преселектора резонирует на входе ВЧ усилителя. с желаемой частотой приема. Преселектор настраивается значительно ниже и выше 40-метрового радиолюбительского диапазона. Резистор 10 Ом и катушка на G1 снижают вероятность колебаний УКВ происходит на 6BA6.

Экранная сетка 6BA6 смещена положительно с резистором на B3 +, а ВЧ замкнут на землю с помощью конденсатора 10 нФ. Комбинация светового переменного резистора / светодиода используется для отключения звука цепи, когда светодиод горит, сопротивление LVR падает и напряжение экрана понижается, что приводит к падению усиления 6BA6.Катод 6BA6 смещен с помощью резистора 270 Ом и соединен с землей с помощью конденсатор 10 нФ. Пластинчатая цепь 6BA6 проходит через короткую витую пару. провод к RFT2 в контуре смесителя. Линия B3 + понижается с помощью резистора и соединяется с землей двумя конденсаторы.

Сигнал гетеродина (гетеродина) поступает от внешнего блока VFO, сигнал гетеродина подается через коаксиальный кабель с сопротивлением 50 Ом. Пара согласующих трансформаторов импеданса (RFT3 и RFT4) преобразуют сигнал генератора на низкий импеданс и обратно на высокий импеданс, это полезно для независимого тестирования каскадов генератора и микшера. и помогает изолировать сигнал гетеродина от остальной части приемника.LO должен обеспечивать питание от 10 до 16 дБм. детекторный этап.

В гетеродине используется миниатюрный пентод 6AK5, подключенный к модифицированному Hartley. генераторный контур. Модифицированная схема резервуара генератора взята из справочника RSGB 1968 года. и использует дополнительный отвод катушки для сетки. Эта конфигурация позволяет основным компонентам ЖК иметь более высокий коэффициент добротности. при меньшей емкостной нагрузке со стороны сетки и катода 6АК5 это улучшает стабильность частоты генератора.Настроенная схема использует параллельную керамическую катушку высокого качества. с фиксированным конденсатором из серебряной слюды 51 пФ, переменным центром керамической ленты конденсатор и конденсатор из серебряной слюды 33 пФ, который включен последовательно с керамический настроечный конденсатор. Значения настроечного конденсатора 51 пФ и последовательного конденсатора 33 пФ может потребоваться корректировка компонентов, которые можно найти, и желаемый результат частотный центр и полоса обзора.

Питание гетеродина стабилизируется на уровне около 93 В постоянного тока через цепочку из двух 1N4756A. Стабилитрон на 47 В с понижающим сопротивлением 33 кОм.Резистор смещения сетки 56 кОм и резистор экранной сетки 68 кОм были выбраны для сохранить лампу 6АК5 на относительно низком уровне мощности, это охлаждает трубку, что снижает дрейф частоты из-за нагрева.

Катод 6JH8 смещен примерно на +7 вольт относительно земли. резистор на 750 Ом и шунтирование по переменному току на землю с двумя конденсаторами. Катодное смещение приводит к тому, что сетка G1 становится отрицательной по отношению к катоду. Элемент ускорителя смещен примерно до 195 В, а байпасные конденсаторы отключены. используется для удаления радиочастотных и аудиосигналов с ускорителя.

Два дефлекторных элемента 6JH8 получают сбалансированный двухтактный ВЧ-сигнал от настроенный радиочастотный трансформатор RFT2. Настроечный конденсатор смесителя настроен на резонанс на входной РЧ частоте. Сторона выхода RFT2 действует как обмотка с центральным отводом для RF из-за два конденсатора 10 нФ на землю, но имеет два резистора 5,6 кОм на пути постоянного тока к земля. Это позволяет балансировочному потенциометру создавать дифференциальное напряжение в диапазон +/- 3 В постоянного тока на двух пластинах дефлектора. Среднее напряжение смещения между пластинами дефлектора и катодом равно примерно -10 В постоянного тока.

Две пластины 6JH8 подают двухтактный сигнал на первичную сторону силовой трансформатор с раздельной катушкой, который действует как выходной аудиотрансформатор. Последовательно подключенные резистор и конденсатор на пластинах 6JH8 работают как диплексер для удаления продукта 14 МГц с детекторных пластин. Конденсатор 470 нФ на трансформаторе аудиовыхода дает широкое звуковой резонанс на частоте 620 Гц с верхним падением на 3 дБ на частоте 2,5 кГц, это помогает сузить звуковую полосу детектора до диапазона, который хорошо звучит с сигналами SSB.Переключатель CW добавляет еще 560 нФ через трансформатор, чтобы снизить пиковое значение. отклик на 300 Гц, это помогает устранить высокочастотный шум и близлежащие высокие сигналы CW.

Отфильтрованный аудиосигнал подается на 3-х ступенчатый аудиоусилитель схема. Ламповый усилитель звука не является обязательным, его можно заменить на усиленный динамик, такой как тип, используемый для настольных компьютеров.

Строительство

Приемник Meadowlark был встроен в несколько отдельных электрических сетей. боксы, обеспечивающие прочную платформу и отличную защиту между ступенями.Как видно на фото выше, цепь преселектора находится в левом поле, RF Усилитель находится в средней коробке, а детектор продукта – в правой. Большая часть проводки построена на крышках коробок 4 “x4”, типа с центральное выбивное отверстие может быть легко изменено, чтобы соответствовать 7- и 9-контактным трубным патрубкам. Входная линия аудиоусилителя подключена к блоку детектора через номинал штекеров и разъемов 3,5 мм. Были отмечены, пробиты и просверлены многочисленные отверстия, подходящие для различных привинчиваемые детали к крышкам коробки.

Обратите внимание, что конденсатор настройки детектора продукта должен быть электрически изолирован от коробки, он не будет работать правильно, если он заземлен! Если вы не можете найти изолированный конденсатор, просто установите заземленное шасси. конденсатор на куске пластика и используйте изолированную соединительную муфту вала между конденсатор и ручка на передней панели.

Вся проводка должна быть как можно короче, а силовые провода должны быть пробегать по витым парам. Выход усилителя RF питает вход детектора через кабель витой пары.Эта проводка должна быть как можно короче, она имеет 2-контактный разъем на один конец для подключения к паре соответствующих контактов в детекторе продукта коробка, это позволяет легко разбирать.

Вся проводка бака гетеродина была выполнена с помощью провода калибра # 16 для механическая стабильность, и все компоненты были надежно закреплены в тяжелый стальной ящик с алюминиевой нижней пластиной. Трубка 6АК5 была установлена ​​в экранированном керамическом патроне трубки для предотвращения нежелательное излучение генератора.Катушка резервуара генератора была излишней деталью, которая, похоже, могла иметь использовался в передатчике набора команд Второй мировой войны. Переменные конденсаторы Tuning и Center также были излишками. К катушке резервуара были добавлены дополнительные обмотки, и катушка запекалась при 250 градусов по Фаренгейту в течение 30 минут для отжига меди. После отжига обмотки змеевика резервуара были прикреплены к краям. формы змеевика термоклеем.

Линия B1 + и напряжение накала 6,3 В перем. Тока подаются на приемник с избытком 4-контактные кабели питания ПК.Напряжение смещения подается на приемник по отдельной витой паре. Аудиовыход можно подключить напрямую к аудиоусилителю с помощью коаксиального провода или подключен к внешнему усилителю с небольшим аудиоразъемом, например, типа 3,5 мм. Аудиоразъем должен быть изолирован от корпуса извещателя пластиковой шайбы для предотвращения гудения контура заземления.

Источники запасных частей

Лампы 6JH8 и 6AR8 производились серийно в начале 1960-х гг., И новые старые стандартные лампы (NOS) легко доступны на eBay и у дилеров электронных ламп.Он не представляет особой ценности для энтузиастов лампового Hi-Fi и может быть куплен за разумные цены, 5 долларов за трубку NOS – это типично. Другие лампы, используемые в этом проекте, также обычные и недорогие. Выходной трансформатор извещателя Tamura 3FD-356 представляет собой обычную разъемную катушку. тип, который можно найти у крупных дистрибьюторов электроники, таких как Mouser. Ламповые розетки и высоковольтные конденсаторы можно приобрести в различных торговые точки с доставкой по почте, такие как Antique Electrical Supply.

Используйте

Приемник прост в использовании, установите гетеродин на желаемый частоту приема и настройте преселектор и настроечный конденсатор смесителя для максимального уровня шума и сигнала.Регулятор баланса микшера должен быть установлен отключением антенны. и настраивая на максимальное количество шипения в динамике. Регулятор баланса нужно установить только один раз. Фильтр CW можно включать и выключать в зависимости от типа сигнала. что получено. Настройте гетеродин вверх и вниз, чтобы получить разные частоты, если вы настроили более 50 кГц, рекомендуется повторно установить пик на двух частотах. настроечные конденсаторы.

Этот приемник отлично подходит для наблюдения за условиями на 40-метровой дистанции. радиолюбительский диапазон и достаточно хорош, чтобы использовать для 2-сторонних контактов.После нескольких минут прогрева гетеродин работает достаточно стабильно. для мониторинга узкополосных CW сигналов в течение длительного времени. Качество звука очень хорошее, а голосовые сигналы SSB звучат превосходно. Имейте в виду, что приемник House Finch не имеет AGC, поэтому не включайте громкость слишком высокая, если вы носите наушники.

Модификации

Этот приемник может настраиваться на другие частоты. просто изменяя резонансные частоты входа и микшера настраиваемые схемы и изменение частоты инжекции гетеродина.Он может принимать сигнал времени 5 МГц WWV, переключая конденсатор 75 пФ через схема настройки смесителя, преселектор может настраиваться на частоту 5 МГц. Приемник может использоваться на радиолюбительском диапазоне 80 м / 3,5 МГц, что достигается добавлением больше витков катушки и больше емкости на тех же двух настроенных схемах. Более высокий частотный охват также должен быть возможен за счет уменьшения значений в настроенных схемах.

Для серьезного использования кода Морзе было бы неплохо добавить второй резонансный фильтр между ступенями микшера и аудиоусилителя, это можно сделать с простой катушкой индуктивности с сердечником и соответствующим конденсатором.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *