Достоинство приемника прямого преобразования (гетеродинного) в том, что спектр принимаемого радиосигнала переносят в нем с радиочастот непосредственно в область звуковых частот, на которых и осуществляют основную фильтрацию и усиление сигнала. Это делает приемник исключительно простым при сохранении высоких качественных показателей. Структурная схема приемника прямого преобразования с фазовой автоподстройкой частоты (ФАПЧ) приведена на рис. 1. Приемник содержит смеситель (См.), фильтр нижних частот (ФНЧ), определяющий селективность всего приемника, перестраиваемый гетеродин (Гет), варикап управления частотой (VD) и усилитель звуковой частоты (УЗЧ). Принципы работы и методика расчета приемников прямого преобразования с ФАПЧ хорошо описаны в[1 ].
Используя микросхему двойного балансного смесителя К174ПС1 и построив гетеродин на нижних (токозадающих) транзисторах VT2 и VT5 (рис. 2) [2], получаем компактный и очень простой приемник ЧМ сигналов, работающий до частот около 200 МГц. Применив микросхему К174ПС4, удается построить аналогичный приемник с частотным диапазоном до 1000 МГц. Поскольку в этих микросхемах имеется активный двойной балансный смеситель, выполненный на биполярных транзисторах, они дают и значительное усиление сигнала, позволяя обойтись без дополнительных усилителей.
По описанным принципам и была разработана схема УКВ ЧМ приемника, работающего в диапазонах 65. 75 МГц и 85. 108 МГц (рис. 3). Входной контур отсутствует, поскольку приемник прямого преобразования имеет очень мало побочных каналов приема, в основном на гармониках гетеродина, где мощных радиовещательных станций нет, да и частотный диапазон микросхемы ограничен. Некоторую селективность дает и настроенная четвертьволновая антенна приемника.
На микросхеме DA1 собраны гетеродин и смеситель. Простейший ФНЧ образован резистором нагрузки R1 и конденсатором С9. Варикап VD1 управляет частотой гетеродина в соответствии с сигналом обратной связи ФАПЧ, отслеживая частотную модуляцию принимаемого сигнала. Варикап VD2 служит для настройки приемника; напряжение на нем изменяют переменным резистором R6. Переключателем SB1 выбирают диапазон приема: когда контакты разомкнуты, приемник работает в диапазоне 64. 75 МГц, когда замкнуты — 85. 108 МГц.
Демодулированный сигнал звуковой частоты поступает на однокаскадный УЗЧ, собранный на транзисторе VT1. В его коллекторную цепь включен высо-коомный головной телефон BF1 типа "Тон" или аналогичный. Транзистор УЗЧ непосредственно связан с нагрузкой микросхемы DA1, поэтому его режим стабилизирован внутренними цепями стабилизации микросхемы.
При необходимости громкоговорящего приема усилитель на транзисторе VT1 собирают по схеме рис. 4, заменив вы-сокоомный головной телефон резистором R8 (нумерация элементов продолжает начатую на рис. 3). С этого резистора нагрузки через разделительный конденсатор С13 звуковой сигнал подают на любой УЗЧ необходимой мощности. Таким образом, приемник можно использовать как приставку к радиоприемнику ДВ и СВ диапазонов или к магнитофону, в которых уже есть УМЗЧ и громкоговорители.
Напряжение питания приемника 5,6 В стабилизировано элементами R7 и VD3 — это необходимо для исключения "ухода" частоты настройки приемника при колебаниях напряжения питания. Исходное напряжение не обязательно должно быть 9 В, при ином напряжении подбирают резистор R7 таким, чтобы общий потребляемый ток был около 12 мА.
Приемник допускает сборку на печатной плате или навесным монтажом на небольшой пластинке луженой жести или фольгированного материала, служащей общим проводом. Расположение деталей некритично, однако соединительные провода от выводов микросхемы к соединенным с ними деталям должны быть по возможности короче. Переключатель диапазонов SB1 (миниатюрный, любого типа) следует расположить непосредственно около катушки L1.
В приемнике использованы следующие детали: конденсаторы КМ, КД, оксидные конденсаторы — любые на номинальное напряжение не менее 10 В, резисторы — ОМЛТ-0,125. Варикапы VD1 и VD2 — КВ124А, они позволяют получить примерно линейную шкалу перестройки по частоте при использовании переменного резистора R6 типа А (с линейной зависимостью сопротивления от угла поворота). Катушка L1 — бескаркасная. Она намотана проводом ПЭВ-2 0,31 на оправке диаметром 3 мм и имеет 12 витков с отводом от 4-го (переключатель SB1 замыкает четыре витка). Антенной служит отрезок провода МГШВ длиной около 1 м.
Настраивают приемник в такой последовательности: проверив правильность монтажа и подав питание, убеждаются в наличии напряжения 5,6 В на стабилитроне VD3. Резистор R5 подбирают таким, чтобы напряжение на коллекторе транзистора VT1 составило 3 В. Далее, сдвигая и раздвигая витки катушки L1, добиваются приема радиостанций в нужных диапазонах. Это можно сделать и без приборов, на слух.
1. Поляков В. Т. Радиовещательные ЧМ приемники с фазовой автоподстройкой. — М.: Радио и связь, 1983.
2. Атаев Д. И., Болотников В. А. Аналоговые интегральные микросхемы для бытовой радиоаппаратуры. Справочник, 2-е издание. — М.: Изд-во МЭИ ПКФ "Печатное дело", 1992.
Отсутствие элементов настройки существенно упрощает конструкцию преобразователя, так как настройка производится самим приемником. В конвертере используется микросхема К174ПС1, которая имеет хорошую развязку между сигналом гетеродина и входным сигналом.
Следовательно, даже мощные входные сигналы незначительно расстраивают гетеродин. Микросхема некритична к питающему напряжению, так как содержит встроенный стабилизатор напряжения.
Частоту гетеродина определяют параметры контура L1, С4. Входной сигнал поступает через конденсатор С1 на вход преобразователя частоты. На нагрузке преобразователя резисторе R3 выделяются суммарная и разностная составляющие сигнала. Частота гетеродина задается равной 40 МГц.
При использовании приемника с диапазоном 88. 108 МГц используется разностная частота, а суммарная -отфильтровывается входными цепями приемника. В нашем случае с помощью конвертера перекрывается диапазон входных сигналов от 128 до 148 МГц. При необходимости можно перекрывать и другие диапазоны, путем изменения частоты гетеродина.
Рис. 1. Принципиальная схема УКВ конвертера на микросхеме К174ПС1.
Микросхема DA1 работоспособна до частоты 200 МГц. Катушка L1 намотана на подстроечном сердечнике от магнитопровода СБ-1а и содержит 5 витков провода ПЭВ 0,3 мм, намотанных виток к витку. Микросхему DA1 можно заменить на К174ПС4 или ее аналог S042P. Настройка конвертера сводится к установке частоты гетеродина изменением индуктивности катушки L1.
Внимание: в источнике схема приведена с ошибкой. Здесь ошибка исправлена!
Литература: Николаев А.П., Малкина М.В. Н82 500 схем для радиолюбителей.
Широкое внедрение микросхем в радиоустройства позволило существенно улучшить их параметры, уменьшить габариты, упростить монтаж. Особенно удобны универсальные микросхемы, которые можно использовать в самых различных узлах радиоаппаратуры. К ним относятся, например, ОУ широкого применения, с успехом работающие в низкочастотной аппаратуре и устройствах автоматики. Такой же универсальностью, по мнению авторов, обладает функциональная микросхема К174ПС1. Поскольку она может работать в широком диапазоне частот, ее можно использовать не только в низкочастотной радиоаппаратуре, но и в радиовещательных и телевизионных устройствах.
В публикуемой статье вниманию читателей предлагаются некоторые из возможных вариантов применения этой микросхемы. Электрическая схема К174ПС1 показана на рис. 1.
Она представляет собой балансный смеситель, обладающий следующими основ ными техническими характеристиками.
Крутизна преобразования, мА/В, не менее. 4,5
Коэффициент шума, дБ, не более . . . . . 8
Напряжение стабилизации, В, не более . 1
Входное напряжение, В, не более . 1
Верхняя частота входного сигнала, МГц, не менее . 200
Напряжение питания, В 9±10 %
Потребляемый ток, мА, не более . 2,5
Предельные допустимые напряжения питания. В,
при токе нагрузки, мА:
2,5, не менее . . . 4,5
4,5, не более. . . . 15
Масса в корпусе 201.141, S г, не более, . . . . 1,5
На рис. 2 показана схема дифференциального усилителя с регулируемыми полосой пропускания и коэффициентом усиления. При подаче максимального (
10 В) управляющего напряжения через делитель R3R2 на базу транзистора VTI протекающий через него коллекторный ток полностью закрывает транзистор VT5 микросхемы DA1 (см. рис. 1 ) и исключает из ее усилительного тракта дифференциальный каскад на транзисторах VT4, VT6. В таком режиме микросхема DA1 имеет максимальный (не менее 20 дБ) коэффициент передачи. По мере снижения регулирующего напряжения коллекторный ток транзистора VT1 будет уменьшаться, транзистор VT5 микросхемы начнет открываться и постепенно включать в работу дифференциальный каскад на транзисторах VT4, VT6. Работая в противофазе с каскадом на транзисторах VT1, VT3, этот каскад будет снижать коэффициент передачи микросхемы DA1. При регулирующем напряжении менее 0,6 В транзистор VT1 полностью закроется, коллекторные токи транзисторса VT2 и VT5 микросхемы DA1 уравняются и коэффициент ее передачи станет равным нулю. Описанное усилительное устройство может выполнять функции высокоскоростных усилителей 3Ч, усилителей РЧ и АРУ радиоприемников, регуляторов громкости. Глубина регулировки коэффициента усиления не менее 40 дБ, Полосу пропускания можно регулировать резистором R3, причем наиболее широкой (200 МГц) полосе соответствует верхнее (по схеме) положение движка этого резистора.
На рис. 3 изображена схема резонансного усилителя РЧ, коэффициент его передачи около 20 дБ, частота кастройки в пределах 160 кГц. 230 МГц изменяется конденсатором переменной емкости С1, входящим в контур L1C1. Коэффициент передачи усилителя зависит от режима работы каскада на транзисторе VT1, что позволяет ввести в усилитель АРУ с глубиной регулировки до 40 дБ,
На рис. 4 показано применение микросхемы К174ПС1 в преобразователе частоты радиовещательного приемника. Контур L1C1 настроен на промежуточную частоту, настройка гетеродина определяется контуром L2C3C4C7VD1. При отсутствии варикапа элементы СЗ, С7, R1, R2 можно исключить и настраивать контур гетеродина конденсатором переменной емкости, включенным параллельно катушке индуктивности L2.
Микросхему К174ПС1 с успехом можно использовать и для детектирования балансномодулированных сигналов в синхронных детекторах декодеров цвета телевизионных систем ПАЛ и НТСЦ. Схема такого детектора приведена на рис. 5. На вход 1 подают сигнал цветовой поднесущей, а на вход 2 — сигнал с кварцевого генератора декодера. Противофазные продетектированные сигналы снимаются с резисторов R1 и R2. На выходе такого детектора получается один из цветоразностных сигналов. Для другого сигнала нужен второй детектор. Данное устройство может быть и удвоителем частоты, для чего необходимо объединить входы 1 и 2. Тогда с выходов можно снимать сигналы с удвоенной частотой.
Авторами статьи была опробована также работа микросхемы К174ПС1 в качестве кварцевого генератора с ФАПЧ декодера цветности системы ПАЛ (рис. 6). Кварцевый генератор собран на транзисторах VT2, VT5, а фазовый детектор на транзисторах VT1, VT3, VT4, VT6 микросхемы (рис. 1). На вход генератора через конденсатор С9 подается сигнал вспышки цветовой поднесущей. Напряжение ошибки фазы сигналов вспышки цветовой поднесущей и кварцевого генератора интегрируется элементами R4, R5, СЗ, С4, усиливается дифференциальным каскадом на транзисторах VT1, VT2, затем снова интегрируется цепью C1C2R1 с большим временем интеграции и подается на варикап VD1, обеспечивая таким образом подстройку кварцевого генератора. На выходах 10 и 12 микросхемы присутствуют два сигнала поднесущей частоты, сдвинутые один относительно другого на 180°. На синхронный детектор "красного" цветоразностного сигнала сигнал снимается непосредственно с вывода 12, а на синхронный детектор "синего" цветоразностного сигнала — после цепочки R7C11, сдвигающей фазу сигнала поднесущей частоты на 90°.
Источник: РАДИО № 2-89г., с.55-56
Автор: В. БОНДАРЕВ, А. РУКАВИШНИКОВ г. Москва
| C этой схемой также часто просматривают: |
Применение интегрального таймера для автоматического контроля напряжения при зарядке аккумуляторов
ПРИМЕНЕНИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ КФ548ХА1 и КФ548ХА2
ЦИФРОВЫЕ МИКРОСХЕМЫ В СПОРТИВНОЙ АППАРАТУРЕ
Применение кода RC-5
Замена микросхемы 7805 импульсным стабилизатором напряжения
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ПН-32
СИММЕТРИЧНЫЕ ДИНИСТОРЫ — В ИСТОЧНИКАХ ПИТАНИЯ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ПИТАНИЯ ПЕРЕНОСНЫХ РАДИОСТАНЦИЙ
МОЩНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ НА ТИРИСТОРАХ