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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Ricevitore a conversione diretta da 28 MHz per comunicazioni spaziali. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / ricezione radiofonica Il ricevitore, descritto in questo articolo, è progettato per ricevere segnali CW e SSB da stazioni radioamatoriali nella gamma 29.3...29.6 MHz. Come è noto, questo particolare tratto della portata dei 10 metri è consigliato per le comunicazioni amatoriali tramite ripetitori installati sui satelliti artificiali della Terra (canale di ricezione dei segnali dal satellite). Le caratteristiche del ricevitore ne consentono l'utilizzo con semplici antenne per l'organizzazione di comunicazioni amatoriali attraverso IS3 didattico e sperimentale, situate in orbite circolari con un'altitudine fino a 2000 km e dotate di ripetitori a bordo con una potenza di uscita di circa 1 W. caratteristiche tecniche Gamma di frequenza ricevuta, MHz ....... 29,3 ... 29,6
Il diagramma schematico del ricevitore è mostrato in Fig.1. Contiene un amplificatore RF, un mixer a diodi, un oscillatore locale e un amplificatore per basso.
Il segnale proveniente dall'antenna attraverso il condensatore di accoppiamento di accoppiamento C1 viene inviato a un filtro passa-banda L1C2L2C3 a due circuiti con una larghezza di banda di circa 300 kHz, e quindi amplificato dal transistor V1. Il circuito del collettore di questo transistor include un circuito L3C8 sintonizzato su una frequenza di 29,45 MHz. Il guadagno dell'amplificatore ad alta frequenza è solo leggermente al di sopra dell'unità. Lo scopo dell'utilizzo di un tale amplificatore è compensare le perdite nel filtro passa-banda e indebolire il passaggio del segnale dell'oscillatore locale all'antenna. Il mixer del ricevitore è realizzato su diodi V4 e V5 collegati in antiparallelo. Il segnale ricevuto viene inviato ad esso ("circuito L3C8") e la tensione dell'oscillatore locale (dalla parte della bobina L4). Secondo il principio di funzionamento del mixer, la frequenza dell'oscillatore locale è impostata due volte più bassa della frequenza del segnale ricevuto, ovvero 14,6 ... 14,8 MHz. L'oscillatore locale del ricevitore è realizzato sul transistor V6 secondo lo schema capacitivo a tre punti, che fornisce una maggiore stabilità di frequenza grazie alla capacità relativamente grande dei condensatori C15 e C16, collegati in parallelo alle giunzioni del transistor. Un cambiamento nelle capacità di giunzione in questo caso ha scarso effetto sulla frequenza di generazione. La tensione di alimentazione dell'oscillatore locale è stabilizzata dal diodo Zener V7. Il segnale a bassa frequenza, isolato dal filtro passa-basso L5C9C10 con una frequenza di taglio di 2,8 kHz, viene inviato a un amplificatore a bassa frequenza a tre stadi sui transistor V8-V10, V12. V13. Per migliorare la stabilità della temperatura, l'amplificatore è assemblato su transistor al silicio. Tutti e tre gli stadi attraverso i resistori R7 e R11 sono coperti da una retroazione CC negativa. L'amplificatore di potenza finale è realizzato secondo lo schema di un inseguitore di emettitore push-pull su transistor V12, V13 di diverse strutture. Il diodo V11 viene utilizzato per creare una piccola polarizzazione iniziale dei transistor di uscita, che riduce il "passo" di tipo distorsione. All'uscita del ricevitore è possibile collegare telefoni con un'impedenza di almeno 70 ... 100 Ohm o un altoparlante per una rete di trasmissione cittadina. I driver a bassa resistenza possono essere collegati tramite un trasformatore di adattamento con un rapporto di avvolgimento di circa 5:1. Non è prevista la regolazione del guadagno del segnale a bassa frequenza, poiché il sistema AGC funziona in modo abbastanza efficace. Il circuito AGC contiene un raddrizzatore (diodi V2, V3) e un circuito RC di livellamento (R2C5). Il segnale al raddrizzatore AGC proviene dall'uscita del ricevitore attraverso la catena R13C7. Quando alimentato da una batteria (9 V), la tensione al diodo zener V7 è inferiore alla tensione di esercizio e il consumo di corrente diminuisce drasticamente. Se il ricevitore dovrebbe essere alimentato solo da batterie, il diodo zener V7 può essere omesso. Nel ricevitore sono state prese misure per aumentare la sensibilità e ridurre il livello di rumore intrinseco. All'ingresso dell'amplificatore per basso è installato un transistor al silicio a basso rumore KT208. Il mixer utilizza diodi a basso rumore con una barriera Schottky KD514A. L'intero percorso del segnale dall'ingresso del mixer alla base del transistor di ingresso dell'amplificatore a bassa frequenza è adattato all'impedenza, il che garantisce basse perdite di potenza del segnale. L'impedenza del mixer, l'impedenza caratteristica del filtro passa-basso e l'impedenza di ingresso dell'amplificatore passa-basso sono uguali tra loro e sono di circa 2 kΩ. Il ricevitore può essere realizzato senza un amplificatore RF, ma ciò comporterà una diminuzione della selettività del preselettore. Inoltre, ovviamente, il sistema AGC non funzionerà. Il circuito di ingresso in questo caso viene eseguito secondo il circuito mostrato in Fig. 2.
Il segnale ricevuto dall'antenna viene filtrato dal collegamento a L del filtro passa-banda L6C1L3C2 e va immediatamente al mixer. La larghezza di banda del filtro è 2...3 MHz. Rispetto a un singolo loop di ingresso, il filtro offre una reiezione significativamente migliore dei segnali fuori banda e una minore perdita di banda passante. Grazie al collegamento ad autotrasformatore dei rami longitudinale (L6C1) e trasversale (L3C2) del filtro, la resistenza dell'antenna (3 ohm) viene trasformata attraverso l'uscita della bobina L75 ed è coerente con l'impedenza di ingresso del mixer (2 kOhm ). La sensibilità del ricevitore senza un amplificatore RF con un circuito di ingresso costruito secondo lo schema di fig. 1 raggiunge 0,3 ... 0,4 μV. Design. Il ricevitore è montato su un circuito stampato di dimensioni 140x50 mm. I colori in figura evidenziano le piste da cui è stata rimossa la lamina.
I condensatori ceramici sono utilizzati nei circuiti ad alta frequenza del ricevitore. Il condensatore C13 è un trimmer di piccole dimensioni con dielettrico in aria, contenente una piastra mobile e una o due fisse. Condensatori elettrolitici - K53-1, il resto - KLS. I resistori possono essere di qualsiasi tipo. Le bobine ad anello L1-L4 e L6 sono avvolte su telai di vetro organico autocostruiti. Lo schizzo del telaio è mostrato in fig. 4. Per la fabbricazione di un telaio da una lastra di vetro organico di 6 mm di spessore, viene tagliato un pezzo con dimensioni di 9X13 mm. Viene praticato un foro e viene tagliata una filettatura M4. Il materiale in eccesso viene rimosso con un seghetto alternativo o un seghetto, quindi la parte operativa del telaio viene sagomata con una lima, quasi cilindrica. Le bobine sono sintonizzate con nuclei SCR-4 presi dai nuclei dell'armatura SB-12a. Ogni nucleo dovrebbe essere segato a metà e segato attraverso una fessura sulla seconda metà con un seghetto alternativo, creando così due costruttori. La loro lunghezza sarà di circa 5 mm.
I dati di avvolgimento delle bobine sono riportati nella tabella. Le bobine sono avvolte bobina per bobina. La bobina L5 è avvolta su un nucleo ad anello in ferrite M1500NM (misura K12X8X6).
È possibile utilizzare altri nuclei con un diametro esterno da 10 a 20 mm, regolando di conseguenza il numero di giri. Dovrebbe essere inversamente proporzionale alla radice quadrata della permeabilità magnetica. Ad esempio, se si utilizza la ferrite M3000NM, il numero di giri dovrebbe essere ridotto a 270. Il diametro dell'anello influisce meno sull'induttanza, ma quando si utilizza un anello grande, il numero di giri dovrebbe essere leggermente ridotto. Il transistor KP303E nel ricevitore può essere sostituito con KP303D o KP303G. Diodi V2, V3 - qualsiasi silicio. Nel mixer, KD503A può essere utilizzato con un risultato leggermente peggiore. KD503B o KDS523. Nell'oscillatore locale, puoi utilizzare i transistor KT312 e KT315 con qualsiasi indice di lettere. L'amplificatore per basso può essere realizzato anche su transistor a bassa frequenza al germanio P27A, P28 (V8), MP39-MP42 (V9, V10 e V13), MP9-MP11, MP37 (V12). In questo caso, la stabilità termica si deteriorerà solo leggermente. Per ottenere un guadagno sufficiente a bassa frequenza, il coefficiente h21e dei transistor V8-V10 deve essere almeno 60 ... 80. In questo amplificatore a bassa frequenza, i transistor ad alta frequenza non dovrebbero essere utilizzati, poiché in questo caso si osserva spesso un'autoeccitazione intrattabile a frequenze dell'ordine da decine a centinaia di kilohertz. Diodo V11 - qualsiasi germanio a bassa potenza. Il design del ricevitore può essere qualsiasi cosa, è importante solo posizionare il condensatore C13 in prossimità del circuito dell'oscillatore locale. Il condensatore è collegato al circuito con conduttori rigidi corti.
La configurazione del ricevitore inizia con il controllo delle modalità dei transistor. La tensione agli emettitori dei transistor V12 e V13 dovrebbe essere uguale alla metà della tensione di alimentazione. Ciò si ottiene selezionando i resistori R7 e R11. L'amplificatore per basso di solito non richiede altre regolazioni. Le correnti dei transistor VI, V6 sono impostate dai resistori R3 e R4. La frequenza dell'oscillatore locale è impostata dal nucleo della bobina L4. La frequenza è controllata da un misuratore d'onda risonante o da un ricevitore KB graduato. Quindi dovresti controllare la sensibilità del ricevitore senza un amplificatore RF scollegando temporaneamente il terminale di drain del transistor V1 dalla bobina L3. Se si collega un'antenna esterna all'uscita superiore della bobina L3 attraverso un condensatore di accoppiamento con una capacità di 3 ... 5 pF, si dovrebbe sentire il "rumore dell'aria" e si possono ricevere segnali dalle stazioni amatoriali.Il circuito L3C8 è quindi regolato al massimo volume di ricezione. Per ottenere la massima sensibilità, è necessario selezionare la tensione dell'oscillatore locale sui diodi del mixer regolando la posizione del rubinetto della bobina L4. Entro certi limiti, la tensione dell'oscillatore locale può essere modificata anche regolando il rapporto tra le capacità dei condensatori C12 e C14. Ad esempio, un aumento della capacità del condensatore C12 con una corrispondente diminuzione della capacità del condensatore C14 provoca una diminuzione dell'ampiezza delle oscillazioni con la loro frequenza invariata. Stabilire un amplificatore RF significa sintonizzare i circuiti L1C2, L2C3 e L3C8 in base al rumore massimo all'uscita del ricevitore con l'antenna collegata. Se il guadagno dell'amplificatore ad alta frequenza è troppo alto (l'ampiezza del rumore all'uscita del ricevitore con l'antenna collegata supera 0,5 V) o l'amplificatore si autoeccita, la presa della bobina L3 deve essere avvicinata al terminale di massa o ha deviato questa bobina con un resistore. Quando si ricevono segnali deboli da una stazione amatoriale, è necessario selezionare la posizione del rotore del condensatore di accoppiamento C1, regolando contemporaneamente il circuito L1C2 alla risonanza, al rapporto segnale-rumore massimo all'uscita del ricevitore. Quando si stabilisce il circuito di ingresso del ricevitore senza un amplificatore RF, realizzato secondo lo schema di Fig. 2, i circuiti L6C1 e L3C2 sono sintonizzati in risonanza al massimo volume di ricezione. Modificando la posizione della presa della bobina L3, si ottiene il massimo rapporto segnale-rumore quando si ricevono segnali da stazioni deboli. Autore: V. Polyakov (RA3AAE), Mosca; Pubblicazione: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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