2.4.2. Радиоприемные устройства ЧМ сигналов высокой чувствительности

2.4.2. Радиоприемные устройства ЧМ сигналов высокой чувствительности

Радиоприемное устройство предназначено для приема сигнала в диапазоне 27-29 МГц с использованием узкополосной частотной модуляции с девиацией частоты 2,5 KГц. Чувствительность такого приемника около 1 мкВ. Напряжение питания - 4-9 В. Избирательность по соседнему и зеркальному каналам не хуже 40 дБ и 23 дБ, соответственно. Принципиальная схема приемника приведена на рис. 2.51.

Приемник выполнен по супергетеродинной схеме на интегральной микросхеме К174ХА26, которая предназначена для работы в тракте ПЧ приемников с двойным преобразованием частоты. Для упрощения схемы в нашем случае используется только одно преобразование частоты.

Сигнал от антенны поступает на входной контур L1, С3, настроенный на частоту входного сигнала. Диоды VD1, VD2 служат для ограничения входного сигнала большой амплитуды, например, импульсных помех. Контур L1, С3 полностью подключен к затвору транзистора VT1 типа КПЗ50А. Этот транзистор выполняет роль резоансного усилителя высокой частоты. В его стоковую цепь включен контур L2, С4, также настроенный на частоту принимаемого сигнала. С катушки связи L3 усиленный сигнал поступает на вход смесителя - микросхему DA1. На второй затвор транзистора VT1 поступает напряжение, снимаемое с движка подстроечного резистора R1. Изменением напряжения на втором затворе транзистора изменяют коэффициент усиления резонансного усилителя на транзисторе VT1 и, как следствие, повышают чувствительность всего приемника в целом. Гетеродин приемника выполнен на элементах, входящих в состав микросхемы DA1, его частота определяется подключенным к выводу 1 кварцевым резонатором.

Частота кварцевого резонатора должна отличаться от частоты входного сигнала на 465 кГц (в меньшую или большую сторону). С выхода смесителя сигнал ПЧ через буферный каскад поступает на пьезокерамический фильтр ZQ2, который определяет селективность по соседнему каналу. С выхода фильтра ZQ2 сигнал поступает на усилитель-ограничитель ПЧ и частотный детектор, входящие в состав микросхемы DA1. Пятикаскадный УПЧ имеет коэффициент усиления по напряжению около 100. Дeтeктоp выполнен по схеме двойного балансного перемножителя. Для нормальной работы детектора необходим фазосдвигающий контур L4, С21. Резистор R14 шунтирует контур, расширяя тем самым его полосу пропускания. От него зависит чувствительность и уровень шумов на выходе устройства. Резистор R14 подбирается по оптимальному значению приведенных показателей. Продетектированный сигнал усиливается предварительным УЗЧ, который также находится в микросхеме DA1 , и поступает на регулятор громкости, выполненный на резисторе К12, а с движка этого переменного резистора - на вход УЗЧ, выполненного на микросхеме DA2 типа К174ХА10.

Приемник имеет систему бесшумной настройки, которая работает следующим образом. При отсутствии входного сигнала или значительном снижении его уровня на выводе 10 микросхемы ПА1 резко увеличивается уровень шумов, которые имеют максимальную спектральную плотность в диапазоне 7-10 кГц. Этот шум поступает на активный фильтр, собранный на операционном усилителе, входящем в состав микросхемы DA1. Усиленный сигнал шумов поступает на детектор, собранный на диоде VD3, где и преобразуется в уровень постоянного напряжения. Это напряжение поступает на вход триггера, входящего в состав микросхемы DA1, на выходе которого (вывод 16) , при отсутствии полезного сигнала, устанавливается нулевой уровень. Этот уровень шунтирует. регулятор громкости R13 и блокирует вход УЗЧ. Порог срабатывания системы бесшумной настройки устанавливается резистором R4.

В приемнике вместо микросхемы DA1 типа К174ХА26 можно использовать микросхему КФ1066ХА2. Эта микросхема по своему составу аналогична К174ХА26, но отличается расположением выводов.

Вместо микросхемы DА2 можно использовать К174УН14, К174УН7 или выполнить УЗЧ на дискретных элементах. Транзистор КП350 можно заменить на КПЗО6. Пьезокерамнческий фильтр ZQ2 - любой малогабаритный фильтр на 465 кГц. Катушки L1, L2, L3 намотаны на цилиндрических каркасах диаметром 5 мм с подстроечными сердечника из феррита марки 100НН, длиной 12 мм и диаметром 2,8 мм. Катушка L1 содержит 9 витков с отводом от третьего витка, L2 9 витков, L3 - 3 витка провода ПЭВ 0,3 мм. Катушка L3 наматывается поверх катушки L2. Катушка L4 наматывается на каркасе от контура ПЧ радиовещательного приемника и содержит 90 витков провода ПЭВ 0.12 мм.

Настройку приемника выполняют традиционным способом. Резистором R1 устанавливается максимальная чувствительность, а резистором R4 - порог срабатывания бесшумной настройки

Приемник УКВ диапазона с ЧМ

Приемник предназначен для приема станций, работающих в диапазоне 64-108 МГц с частотной модуляцией. Чувствительность приемника при соотношении сигнал/шум ЗОдБ - не хуже 70 мкВ/м. Избирательность по соседнему каналу - 18 дБ. Питается приемник от источника питания напряжением 9 В. Принципиальная схема приемника представлена на рис.2.52.

Сигнал с антенны через конденсатор С2 поступает на входной контур L1, С1, настроенный на середину диапазона. В процессе настройки на станцию этот контур не перестраивается. Выделенная этим контуром полоса частот поступает на преобразователь частот, выполненный на микросхеме DA1 типа К174ПС1. На этой же микросхеме выполнен и гетеродин приемника. Частота гетеродина определяется параметрами контура L2, С6, С8, С9, С10, VD1, С11. При настройке на станцию постоянное напряжение, снимаемое с движка надстроечного резистора R5, воздействует на катод варикапа VD1 и изменяет его емкость и, следовательно, частоту гетеродина.

Напряжение АПЧГ поступает с микросхемы DA2 на анод этого варикапа.

Напряжение ПЧ частотой 6,5 МГц выделяется на нагрузке преобразователя частоты резисторе R1 и через пьезокерамический фильтр ZQ1 поступает на вход микросхемы DA2 типа К174УР3. Последняя содержит УПЧ, усилитель-ограничитель, фазоинвертор и частотный детектор, предварительный УЗЧ с электронной регулировкой громкости.

В фазоинверторе детектора работает колебательный контур L3, С21 . На резисторе R7 выделяется напряжение АПЧГ, которое поступает на варикап VD1 через цепь R16, С16, R6. С детектора сигнал поступает на вход предварительного УЗЧ. Регулировка громкости осуществляется изменением сопротивления резистора R10. С выходаэтого усилителя сигнал НЧ поступает на усилитель мощности, выполненный на операционном усилителе - микросхеме DАЗ типа КР1407УД2 и двух транзисторах VT1, VT2, включенных по схеме эмиттерных повторителей.

Катушки приемника L1 и L2 бескаркасные, наматываются на оправке диаметром 3 мм. Катушка L1 содержит 7 витков с отводом от 1 витка, катушка L2 - 7 витков провода ПЭВ 0,4 мм. Катушка L3 намаывается на ферритовом сердечнике марки 400НН диаметром 2,8 мм и длиной 14 мм. Катушка L3 содержит 16 витков ПЭВ 0,3 мм, она должна с небольшим трением перемещаться по стержню. После настройки все катушки фиксируются эпоксидной смолой или герметиком. Фильтр ZQ1 - типа ФП1П86202 или любой другой на 6,5 МГц. Можно использовать и фильтры на 5,5 МГц или 10,7 МГц, но в этом случае необходимо будет изменить параметры контура L3, С21. Резистор R5 лучше взять подстроечный многооборотный. Микросхему DА3 можно заменить на КР140УД1208 или любой операционный усилитель, включенный по типовой схеме.

Настройка приемника особенностей не имеет.

При желании принимать сигнал от нескольких радиомикрофонов, разнесенных по частоте, необходимо немного доработать приемник, путем введения нескольких фиксированных настроек. Примерный вариант схемы фиксированных настроек показан на рис. 2.53.

Из схемы можно исключить конденсаторы С4, С5, заменив их катушкой связи L4 (рис. 2.54), намотанной между витками катушки L1.

Катушка L4 содержит 2 витка того же провода, что и катушка L1.

Схему приемника можно несколько упростить, использовав гибридную микросхему от канала звукового сопровождения современных цветных телевизоров типа УПЧЗ-1M или УПЧЗ-2. В составе этих блоков есть полный тракт ПЧ УКВ ЧМ приемника с промежуточной частотой 6,5 МГц. Изменение схемы представлено на рис. 2.55

Однако следует иметь в виду, что эта схема не имеет системы АПЧГ. Поэтому нужно принимать меры по экранировке платы, чтобы исключить влияние тела оператора на настройку приемника.

Приемник УКВ диапазона с ЧМ и низковольтным питанием

Приемник работает в диапазоне 64-108 МГц и имеет чувствительность не хуже 5 мкВ/м. Номинальное напряжение питания - 3 В. Весь высокочастотный тракт, включая ЧМ детектор, УВЧ и гетеродин, собран на одной специализированной микросхеме DA1 типа К174ХА34. Эта микросхема представляет собой УВЧ, смеситель, гетеродин, УПЧ, усилитель-ограничитель, ЧМ детектор, системы шумепонижения и сжатия девиации частоты, которая позволяет использовать низкую промежуточную частоту - 60-80 кГц. Принципиальная схема приемника приведена на рис. 2.56.

Сигнал с антенны поступает на УВЧ через конденсатор С1. Частоту настройки гетеродина определают элементы L1, С4, С5, VD1. Настройка на станции осуществляется резистором R1, изменяющим напряжение на варикапе VD1 типа КВ109.

В качестве ФПЧ используются активные RC-фильтры на операционных усилителях, внешними элементами которых являются конденсаторы С6, С8, С9, C11, С12 и С13. Сигнал звуковой частоты через конденсатор С16 поступает на регулятор громкости - резистор RЗ.

УЗЧ приемника может быть любым, в том числе и на микросхеме К174ХА10. Постоянные резисторы типа МЛТ-0,125. Катушка L1 - бескаркасная с внутренним диаметром 3 мм. Она имеет 7 витков провода ПЭВ 0,31.

Настройка заключается в укладке диапазона подстройкой конденсатора С4.

УКВ приемник с ЧМ на специализированной микросборке КХА 058

Этот приемник прост в настройке и в изготовлении, и может быть рекомендован для повторения широкому кругу читателей. Основу приемника составляет микросборка КХА058, которая содержит в своем составе гетеродин, смеситель, УПЧ, детектор. Приемник имеет чувствительность с антенного входа около 5 мкВ/м при соотношении сигнал/шум 26 дБ. Принципиальная схема приемника представлена на рис. 2.57.

Сигнал с антенны поступает на вход апериодического усилителя высокой частоты, выполненного на транзисторе VT1 тина КТ3107. Усиленный сигнал через конденсатор С3 поступает на вход микросборки DA1. В ней происходит усиление и демодуляция ЧМ сигнала принимаемой радиостанции. Частота гетеродина-определяется параметрами контура L1, VD1 и конденсатора, находящегося в микросборке. Перестройка в пределах диапазона производится изменением напряжения на варцкапе VD1, которое снимается с движка резистора R7. Напряжение на резистор R7 подается от внутреннего стабилизатора микросборки.

Выходное напряжение НЧ с выхода микросборки поступает на вход эмиттерного повторителя на транзисторе VT2 типа КТ315. С него сигнал подается на головные телефоны В2 или на вход УЗЧ с чувствительностью не хуже 50 мВ.

Транзистор VT1 можно заменить на КТ3128, КТЗ61. Транзистор VT2 - на КТ3102. Вместо варикапа VD1 можно использовать КВ109, КВ122, КВ123. Катушка L1 бескаркасная, намотана на оправке диаметром 3,5 мм. Катушка L1 содержит 7 витков провода ПЭВ 0,4 мм для диапазона 68-80 МГц или 3 витка - для диапазона 80-108 МГц.

Если предполагается использовать приемник для работы с одним радиомикрофоном, то можно применить фиксированную настройку. При этом можно исключить из схемы элементы VD1, R7, R8, а параллельно катушке L1 включить подстроечный конденсатор емкостью 430 пФ, который позволит перекрыть весь необходимый диапазон.