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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Ricevitore VHF FM con risonatore a cavità. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / ricezione radiofonica I ricevitori di rivelatori sono generalmente realizzati per ricevere stazioni di trasmissione che operano con AM nelle bande LW, MW [1, 2] e meno spesso HF. Nella gamma VHF, non vengono praticamente utilizzati. Ciò è dovuto, in primo luogo, al fatto che è necessario ottenere un livello di segnale sufficiente per la sua rilevazione. Nelle bande LW e MW, ciò si ottiene aumentando la lunghezza dell'antenna, nella banda VHF è quasi inutile farlo, poiché la lunghezza d'onda è di pochi metri. In secondo luogo, è necessario garantire la selezione del segnale ricevuto. Se nelle gamme LW e MW ciò richiede un fattore di qualità di un circuito caricato di 25 ... 100 e il circuito può essere implementato su elementi LC ordinari, allora nella gamma VHF è richiesto un fattore di qualità superiore a 100 ed è non è così facile ottenerlo. C'è un altro problema: un semplice rilevatore a diodi può demodulare solo i segnali AM. Pertanto, per demodulare i segnali FM, è necessario prima convertire FM in AM. Questo può essere fatto sulla pendenza della caratteristica ampiezza-frequenza (curva di risonanza) del circuito oscillatorio, come mostrato in Fig. 1.
Con questa impostazione, le variazioni della frequenza del segnale ricevuto comportano variazioni della sua ampiezza. Il segnale può poi essere demodulato con un semplice diodo rivelatore. È chiaro che per una buona conversione è necessaria un'ampia pendenza della caratteristica, ad es. ancora una volta, fattore di alta qualità del circuito. Il risonatore con cavità a spirale ha un fattore di alta qualità (Fig. 2).
Contiene uno schermo rotondo o rettangolare, all'interno del quale è posizionata una bobina monostrato. Un'estremità è chiusa allo schermo e l'altra è aperta. Per sintonizzare il risonatore in frequenza, dal lato dell'uscita aperta della spirale, viene portato un nucleo o una piastra metallica e la capacità del risonatore cambia. Il fattore di qualità dei risonatori a spirale non caricati, a seconda del loro design e della frequenza di accordatura, può essere compreso tra 200 e 5000. Lo schema del ricevitore VHF FM del rivelatore è mostrato in fig. 3.
La sua base è un risonatore a cavità a spirale. Un'antenna esterna è collegata alla spirale tramite il connettore XS1. La frequenza del ricevitore è regolata da un condensatore variabile C1. Un raddrizzatore a semiponte (rivelatore) viene assemblato utilizzando diodi VD1, VD2, ai quali viene ricevuto un segnale dal risonatore attraverso il condensatore C2. Un carico è collegato all'uscita del rilevatore utilizzando un filo schermato (la sua capacità attenua le pulsazioni RF del segnale rilevato) - telefoni ad alta impedenza o un dispositivo a frequenza ultrasonica con un'elevata resistenza di ingresso. Maggiore è la resistenza di carico, maggiore è il fattore di qualità del risonatore, il che significa che un segnale maggiore arriverà ai diodi e il livello del segnale 3H aumenterà. Per realizzare un ricevitore del genere, devi prima realizzare un risonatore a spirale. A questo scopo è adatto un barattolo cilindrico di metallo fatto di stagno stagnato, preferibilmente con un coperchio di metallo. Il progetto del ricevitore è mostrato in Fig. 4, è progettato per la gamma 88...108 MHz.
Abbiamo utilizzato 1 lattina di caffè Nescafè con un diametro di 75 e un'altezza di 70 mm. La spirale 2 è avvolta con filo PEV-2 con un diametro di 2 mm; contiene 6 spire. L'avvolgimento è senza cornice, con un diametro di 35 mm e una lunghezza di 36...40 mm. Si consiglia di aumentare leggermente il numero di giri in modo che, se necessario, si possa effettuare un'ulteriore regolazione accorciando la spirale. L'estremità inferiore del filo viene fatta passare attraverso il foro nella parete laterale, piegata e saldata al lato esterno. Il connettore XS1 viene installato sul lato inferiore o laterale e il contatto centrale è collegato alla spirale ad una distanza di circa 0,1...0,15 giri dall'inizio dell'avvolgimento (senza contare il pezzo diritto di filo). All'interno della lattina, più vicino all'estremità della spirale, i diodi sono saldati e uno dei terminali viene fatto uscire attraverso un manicotto isolante. Il condensatore C2 è un pezzo di filo PEV-2 0,4 ... 0,5 lungo 20 ... 30 mm, posto accanto alle spire della spirale. La parte mobile del condensatore C1 è realizzata sotto forma di un disco metallico 3, che è fissato alla vite 4. Questa vite si muove nel dado o manicotto 5, che è saldato al coperchio 6. Il disco 3 può essere realizzato di stagno, il suo diametro è uguale al diametro della spirale, per ridurre le perdite in esso è necessario tagliare 1...3 settori con un angolo di diversi gradi. Per la fabbricazione di un risonatore a spirale, è possibile utilizzare lattine metalliche di diverso diametro e maggiore è il diametro, maggiore è il fattore di qualità. È possibile calcolare un risonatore con un vaso di diametro diverso o per una portata diversa utilizzando un metodo semplificato [3], che fornisce risultati abbastanza soddisfacenti. Innanzitutto ci si dovrebbe sforzare di scegliere un vaso (vedi Fig. 2) con il rapporto H/D = 1,2...1,3, dove H è l'altezza del vaso; D è il diametro della lattina. Se il rapporto è diverso, l'errore di calcolo aumenterà. Numero di spire N = 2586/(Fr), dove F è la frequenza di sintonia superiore (MHz); r - può raggio (cm). Diametro dell'avvolgimento della spirale (al centro del filo) d = r, lunghezza dell'avvolgimento I = 1,5r, passo dell'avvolgimento a = I/N, diametro del filo b = a/4. È auspicabile mantenere la distanza dalle estremità della bobina alle pareti inferiore e superiore entro L = 0,25 ... 0,3D. Quando scegli una banca, considera quanto segue. Quello che conta è la pulizia della lavorazione della superficie interna, va bene se è lucida. È auspicabile che non vi siano giunti paralleli alla bobina, ma poiché nella maggior parte dei casi lo sono, è necessario prestare attenzione alla loro qualità e, se necessario, alla saldatura. L'estremità inferiore, collegata a terra, della bobina deve essere accostata alla parete laterale ad angolo retto. Sulla base di quanto sopra, possiamo concludere che il barattolo utilizzato dall'autore non è l'opzione migliore. Il rapporto H/D era circa 1, per questo motivo le curve inferiori erano troppo vicine alla parete inferiore, il che significa che il fattore qualità è diminuito. L'errore di calcolo non superava l'8...10% - il numero di giri dovrebbe essere 6,5, ma dopo la regolazione è risultato essere 6. L'antenna era un pezzo di filo con un diametro di 1 ... 1,5 mm e un quarto di lunghezza d'onda, in questo caso circa 70 cm Il livello del segnale ricevuto dipende fortemente dall'orientamento dell'antenna e dalla sua posizione. Nel ricevitore, è desiderabile utilizzare diodi rivelatori al germanio ad alta frequenza con la più piccola capacità possibile. Per ottenere una ricezione forte delle cuffie, è necessaria una grande intensità di campo del segnale ricevuto, che è possibile nelle immediate vicinanze della stazione radio. In questo caso, si dovrebbe cercare di aumentare il fattore di qualità del risonatore riducendo la capacità del condensatore C2, cioè rimuovendo un pezzo di filo dalla spirale. Se la distanza dalla stazione radio è notevole, la ricezione sui telefoni è difficile a causa del basso livello del segnale. Quindi il segnale dal rilevatore deve essere inviato all'ecoscandaglio a ultrasuoni e la sua resistenza di ingresso deve essere superiore a 100 kOhm e la sensibilità deve essere 1...3 mV. Se non esiste un tale ecoscandaglio, puoi realizzarlo da solo, realizzando così l'intero ricevitore FM VHF. Inoltre, è possibile utilizzare un ecoscandaglio esistente creando uno stadio di corrispondenza su un transistor ad effetto di campo. Durante il test del layout del ricevitore con l'autore dell'articolo, a causa della distanza dalle stazioni radio trasmittenti (la più vicina, ma non la più potente, a una distanza di 2 km, le altre sono più lontane), è stata ricevuta solo una stazione radio sui telefoni con una resistenza di diversi kOhm e debolmente. Ho dovuto aggiungere UZCH, dopodiché tre stazioni radio (su sette operanti in questa gamma) sono state ricevute a volume molto alto (più o meno lo stesso) e con una buona qualità. Due di loro sono stati ricevuti più forte quando l'antenna è stata orientata orizzontalmente e uno è stato ricevuto verticalmente. Queste stazioni radio sono separate da una frequenza di circa 2 MHz e non è stata osservata alcuna interferenza reciproca. Il ricevitore era posizionato sul davanzale della finestra, l'antenna era lunga circa 70 cm Le misurazioni hanno mostrato che la larghezza di banda del risonatore a spirale caricato in questo layout era di circa 800...850 kHz, che corrisponde a un fattore di qualità di circa 125. Se il livello del segnale è elevato è consigliabile aumentare il fattore qualità, aumentando così la selettività, collegando il connettore di ingresso più vicino all'estremità messa a terra della spirale. Va notato che il ricevitore non dispone di un sistema AGC o limitatore, quindi la tensione del segnale di uscita 3H dipende dal livello del segnale ricevuto. Ciò significa che le stazioni radio più potenti vengono ricevute a volumi più elevati. Il circuito ultrasonico è mostrato in fig. 5, a.
La sua base è il microcircuito K174UN7 in una connessione semplificata standard. All'ingresso dell'ecoscandaglio ad ultrasuoni, sul transistor VT1 è installato un inseguitore di sorgente, che aumenta la resistenza di ingresso. Il volume è regolato dal resistore R3, il resistore R4 imposta il guadagno ottimale del microcircuito. Il collegamento al ricevitore deve essere effettuato con un cavo schermato della minima lunghezza possibile. Combinando un risonatore e un ecoscandaglio ad ultrasuoni in un unico progetto, ad esempio, nell'alloggiamento di un altoparlante per abbonato, puoi realizzare un buon ricevitore FM VHF. Se il livello del segnale nella posizione di ricezione è così alto che l'uscita del ricevitore avrà una tensione rilevata costante superiore a 1 V, il circuito inseguitore della sorgente deve essere modificato in conformità con la Fig. 5 B.
Tutte le parti dell'UZCH sono posizionate su un circuito stampato in lamina di fibra di vetro, il cui schizzo è mostrato in fig. 6.
Nel dispositivo possono essere utilizzate le seguenti parti: transistor ad effetto di campo - KP303G, D, KP307A, B; condensatori polari - K50; non polare - K10-17; resistore variabile - SP4, SPO; truccato - SPZ-19; resistori fissi - MLT, S2-33. Letteratura
Autore: I.Aleksandrov, Kursk
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