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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Ricevitore FM VHF universale (70-150 MHz). Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / ricezione radiofonica Alcuni anni fa, l'autore ha dovuto affrontare il compito di creare un ricevitore mobile monocanale in miniatura in grado di sintonizzarsi in un'ampia gamma di frequenze e ricevere FM sia a banda larga che a banda stretta, sia commutando, sia, in casi estremi, con alterazioni minime . Lo studio delle descrizioni tecniche e gli esperimenti con ricevitori FM a chip singolo basati su K174XA34 e simili hanno mostrato il completo fallimento di quest'ultimo per l'uso in progetti seri: bassa sensibilità e selettività, incapacità di controllare la larghezza di banda, uso problematico di un oscillatore locale stabile, ecc. Quindi l'autore ha sfogliato quasi tutte le riviste "Radio" e "Radio Amateur" degli anni precedenti, sperando di trovare qualcosa di pronto. Purtroppo, come previsto, nulla di pronto per essere trovato. Tuttavia, le costruzioni [5,8,9] hanno suscitato il massimo interesse. Inoltre, il progetto più ottimale sembrava il seguente: HF e convertitore da [9], IF e rivelatore da [5] e HPF e VLF da [8]. Allo stesso tempo, il design si è rivelato piuttosto ingombrante. La fase successiva della ricerca è stata una revisione dei siti Internet dei produttori di chip. È stato qui, sul sito web di MOTOROLA, che l'autore ha scoperto [13] un circuito ricevitore che in realtà includeva tutte le idee dei progetti di cui sopra. In Fig. uno.
Avendo lavorato in modo creativo sullo schema di cui sopra, l'autore ne ha implementato la seguente versione (Fig. 2). Il circuito del ricevitore è costruito tenendo conto delle raccomandazioni di [13] e di altri progetti elencati e non elencati nell'elenco dei riferimenti, nonché della teoria esposta in [1]. Vale la pena notare che il concetto di universale probabilmente non è del tutto corretto. Piuttosto, il ricevitore può essere chiamato la base, perché. il design rende facile aggiungere un sintetizzatore di frequenza e una seconda conversione di frequenza, trasformandolo in un ricevitore di comunicazione decente. Per una conoscenza più approfondita di queste problematiche, suggerisco di scaricare la documentazione necessaria dal sito di MOTOROLA [11,12,13]. Di passaggio, osservo che è possibile rendere il ricevitore a banda stretta senza ricorrere alla seconda conversione di frequenza, di cui parleremo più avanti. Il ricevitore può essere ricostruito nella gamma da 70 a 150 MHz senza modificare i valori degli elementi di sintonia. La reale sensibilità del ricevitore è di circa 0.3 μV. Tensione di alimentazione - 9 volt. Va notato che la tensione di alimentazione dell'MC3362 è compresa tra 2 e 7 volt e l'MC34119 è compresa tra 2 e 12 volt. Pertanto, l'MC3362 è alimentato tramite un regolatore di tensione 78L06, con una tensione di uscita di 6 volt.
Lo stadio di ingresso del ricevitore è realizzato secondo il tradizionale circuito risonante. Il segnale proveniente dall'antenna A1 attraverso la bobina di accoppiamento L1 entra nel circuito di ingresso L2. Il collegamento induttivo con l'antenna non è stato fatto a caso, perché questo è l'unico modo per garantire un buon abbinamento con varie antenne e su un'ampia gamma di frequenze [1,6,7]. Per ridurre l'effetto di derivazione del circuito L2 da parte dei circuiti di ingresso e aumentare il suo fattore di qualità, e di conseguenza restringere la larghezza di banda e aumentare la selettività, è stata applicata un'inclusione incompleta del circuito. Il transistor ad effetto di campo KP307G viene utilizzato come elemento di amplificazione. Il transistor specificato ha caratteristiche di pendenza elevata e prestazioni di rumore accettabili. Il KP350 a doppia porta ha le stesse caratteristiche, ma ha molta paura dell'elettricità statica e richiede anche elementi aggiuntivi per fornire una polarizzazione sulla seconda porta. Tutti gli altri transistor hanno mostrato risultati peggiori sia in termini di guadagno che di rumore. Il segnale amplificato è allocato sul circuito L3, che, per le stesse ragioni di L2, ha un'inclusione incompleta. Dal circuito L3, attraverso la bobina di accoppiamento L4, il segnale entra nel mixer. Tale schema prevede una minima influenza reciproca dell'UHF e del mixer, aumenta la selettività e garantisce il massimo abbinamento con lo stadio di ingresso del mixer, realizzato secondo lo schema differenziale. La frequenza di riferimento è fornita dall'oscillatore locale interno al mixer. Gli elementi di riferimento dell'oscillatore locale sono C7L5 e la matrice varicap incorporata, modificando la tensione su cui è possibile utilizzare il resistore R6 per sintonizzare leggermente la frequenza. Il resistore R5 è progettato per creare un "allungamento". In linea di principio, R5, R6 e C6 possono essere eliminati collegando la 23a gamba dell'MC3362 al filo positivo, e la ristrutturazione viene effettuata dagli elementi C7 e L5. Dalla 20a gamba, il segnale dell'oscillatore locale può essere applicato al sintetizzatore di frequenza e la tensione di controllo deve essere applicata in questo caso alla 23a gamba. Un segnale di frequenza di separazione di 6,5 MHz (ma può essere anche 10,7 MHz e 5,5 MHz, questo è stato verificato) viene inviato al filtro piezoceramico Z1 e ulteriormente, bypassando il primo IF e il secondo convertitore, al secondo IF, limitatore e fase rivelatore. Dal rivelatore di fase, attraverso il filtro passa-alto su C13R9, che fornisce un taglio delle frequenze superiori a 5 kHz [2,3], il segnale viene inviato all'amplificatore LF, realizzato secondo il circuito del ponte, sul chip MC34119. A differenza della serie 174, questo amplificatore ha un guadagno significativo, un'elevata resistenza all'autoeccitazione, un basso rumore personale, un'efficienza molto elevata e un numero ridotto di elementi aggiuntivi. La potenza di uscita in un carico di 20 ohm è di circa 0,2 watt. Se si prevede di utilizzare il ricevitore come emittente a banda larga, consiglio di modificare i valori C13R9 in base alle raccomandazioni [2,3] o di eliminare del tutto questo circuito. Dettagli e design. Sfortunatamente, la versione del ricevitore non è stata portata alla versione "in scatola". In primo luogo, questo non era richiesto e, in secondo luogo, l'autore è molto più interessato al processo di "conoscenza e creazione" che a "pettinare e leccare". Pertanto, coloro che desiderano ripetere questo progetto dovranno allevare il circuito stampato da soli. A proposito, questo deve essere fatto anche se c'è un disegno, perché spesso non ci sono quegli elementi che l'autore usava. E lo schema è abbastanza semplice, quindi non dovrebbero esserci difficoltà con questo. La breadboard utilizzata dall'autore ha dimensioni di 100x30 mm. ed è realizzato in lamina di vetroresina a doppia faccia, di 1,5 mm di spessore. Tutte le parti si trovano sul lato dei conduttori stampati (non è necessario praticare fori) e il secondo lato viene utilizzato come schermo. Quanto è buono, non posso dirlo. Ho il sospetto che ciò contribuisca alla comparsa di capacità parassite. Se guardi le unità VHF e UHF industriali, per qualche motivo sono tutte realizzate su un foglio unilaterale. Resistori, condensatori e condensatori elettrolitici possono essere di qualsiasi tipo. Condensatori trimmer del tipo PDA, ma potrebbero essercene altri. Il resistore R6 è desiderabile per utilizzare un multigiro. Il contorno del rilevatore di frequenza LC è preso da un ricevitore importato (cinese) e dovrebbe essere verde o blu. La capacità di un tale circuito a una frequenza di 10,7 MHz è 90 pF. Pertanto, per una frequenza di 6,5 MHz, una capacità aggiuntiva Ca è 150 pF e per una frequenza di 5,5 MHz, 250 pF.[14] Il filtro piezoceramico Z1 può essere di qualsiasi tipo. Sebbene il microcircuito sia progettato per un'impedenza di uscita di 300 ohm (per 10,7 MHz) e 1,5 kΩ in ingresso (455 kHz). Tuttavia, tutti i filtri funzionano correttamente. È solo necessario notare che i filtri sono diversi anche per la stessa frequenza e hanno larghezze di banda diverse, intorno al 10-20% della frequenza operativa, e quindi la selettività sarà diversa. Inoltre, per le frequenze di 6,5 MHz e 5,5 MHz, oltre ai filtri passa-banda vengono prodotti anche filtri notch (soppressione). Di solito sono contrassegnati con un punto e rigati con due. Gli induttori L2, L3, L5 hanno lo stesso design. Sono avvolti su telai con un diametro di 5 mm (tali telai sono utilizzati nei televisori SKM e SKD della 3a e 4a generazione), con filo argentato da 0.7 mm e hanno 5 giri ciascuno. Lunghezza avvolgimento 6 mm. Le bobine sono disposte verticalmente. Dentro le bobine c'è il nucleo. Ottone per funzionamento in banda superiore (140 MHz) o ferromagnetico per funzionamento in banda inferiore (70 MHz). La bobina di comunicazione L1 ha 4 spire (giro per giro) con un filo PEL 0,3 al terminale superiore L2. La bobina di comunicazione L4 ha 2 spire (giro per giro) con un filo PEL 0,3 all'uscita superiore di L3. Il ramo a L2 e L3 è fatto dal centro. Tutti i contorni sono stati calcolati utilizzando [14], sulla base delle seguenti considerazioni. La lunghezza dell'avvolgimento è di 6 mm, il numero di spire è 5 + 1 (un giro aggiuntivo tiene conto della lunghezza dei rubinetti e dell'induttanza dei binari), il diametro dell'avvolgimento è di 5.5 mm (0.5 mm tiene conto dell'allentamento del l'avvolgimento). Dopo il calcolo, otteniamo L=0.13µg. Per sintonizzarsi su una frequenza di 108 MHz, le capacità dei condensatori dovrebbero essere le seguenti: C1=C4=17 pF. L'oscillatore locale funziona al di sotto della frequenza ricevuta e una matrice varicap con una capacità minima di circa 5 pF è inoltre collegata al circuito, quindi C5 \u19d 5-14 \uXNUMXd XNUMX pF. I risultati calcolati hanno coinciso quasi perfettamente con la pratica tenendo conto della capacità di montaggio di 2-3 pF e della capacità source-drain di 2 pF. (17 - 3 - 2 \u12d 1 pF. È stata questa capacità che hanno mostrato C4 e C140.) La frequenza limite dell'oscillatore locale è 150 MHz e, tenendo conto del nucleo di ottone, XNUMX MHz. Per coloro che desiderano utilizzare un ricevitore a 144 MHz o superiore, consiglio di ridurre il numero di spire delle bobine L2, L3, L5 a 4. Se il ricevitore è previsto per essere utilizzato come emittente a banda larga, consiglio di cambiare il C13R9 valori basati su raccomandazioni [2,3], o eliminare questa catena in generale. La sintonizzazione ULF non è richiesta. Potrebbe essere necessario selezionare il valore di R12 per il valore ottimale di guadagno e larghezza di banda dei bassi come raccomandato in [4]. Per regolare il PD, il filtro piezo viene scollegato dal pin 19 e gli viene applicato un segnale modulato in frequenza alla frequenza dell'IF selezionato. Ad esempio, ho usato un convenzionale oscillatore a cristallo a tre punti, con un varicap collegato in serie al quarzo, modulandolo con un generatore AF convenzionale su un singolo transistor da [2]. Per sintonizzare l'oscillatore locale su un determinato intervallo, ho usato lo stesso generatore RF, convertendolo in un generatore LC e lo stesso RF a transistor singolo. Il generatore si trova accanto al ricevitore, a cui l'UHF è spento (il resistore R4 è saldato) e il condensatore C7 è sintonizzato sulla frequenza del generatore. Quindi l'UHF viene collegato, la capacità C1 viene impostata al minimo e L3 viene regolata dal condensatore C4 sul volume massimo del segnale. Quindi viene collegata l'antenna (un pezzo di filo 50-100 cm) e il circuito L2 viene sintonizzato con il condensatore C1. La messa a punto finale dei contorni viene effettuata ottimizzando i nuclei. Se l'UHF inizia ad eccitarsi durante la messa a punto di L2, consiglio di lasciarlo un po' detune, al di sopra della frequenza ricevuta. Alcune note. Il ricevitore specificato può essere convertito in una versione a banda stretta. Questo può essere fatto in diversi modi: 1) Abilita la seconda trasformazione. Questo è facile da fare osservando lo schema mostrato in Fig. 1. Il cristallo deve essere selezionato 465 kHz sopra o sotto la prima IF. Si consiglia di rendere la prima IF 10,7 MHz per aumentare la selettività nel canale specchio. Il circuito LC deve essere utilizzato dall'IF dei ricevitori a transistor russi SV-DV-KB. L'utilizzo di contorni di ricevitori importati (cinesi) con colorazione gialla è problematico, perché hanno una frequenza di sintonia di 455 kHz e non sempre è possibile raggiungerla a 465 kHz. Come filtro Z2 (Fig. 1), potete utilizzare FP1P-024, FP1P1-60.1 o qualcosa di simile; 2) Puoi anche utilizzare una singola conversione sostituendo Z1 (Fig. 2) con un filtro al quarzo già pronto FP1P1-307-18 con una frequenza di 10,7 MHz e una larghezza di banda di 18 kHz e dimensioni molto grandi, oppure con MCF -10,7-15 con la stessa frequenza e larghezza di banda di 15 kHz. Le dimensioni di questo filtro sono molto inferiori a 15x10x10 mm. Tuttavia, ci sono seri problemi con questa opzione. L'essenza di ciò è che la tensione a bassa frequenza di uscita del rilevatore di frequenza (fase) è minore, più ampia è la banda del contorno BH e minore è la deviazione di frequenza. (Questo spiega ulteriormente perché FM a banda stretta utilizza un IF basso.) Pertanto, per ottenere un volume sufficiente, è necessario restringere la larghezza di banda del circuito LC (cosa molto difficile) o mettere un amplificatore aggiuntivo davanti all'ULF. E quelli sono rumori! C'è un'altra opzione. Invece di LC, utilizzare un risonatore al quarzo da 10,7 MHz, come implementato in [5]. Tuttavia, l'MC3362 non è stato progettato per questa applicazione e l'autore non l'ha testato. Per chi vuole farlo, consiglio di utilizzare un chip MC13136 quasi simile, ma progettato per un risonatore al quarzo in un buco nero, invece di un LC. Inoltre, entrambe le opzioni hanno uno svantaggio comune. Con una larghezza di banda ridotta, le fluttuazioni della frequenza dell'oscillatore locale diventano molto evidenti, ad es. è richiesto un sintetizzatore o una stabilizzazione al quarzo. Un'altra osservazione. Nel ricevitore (Fig. 2), l'autore ha eseguito una doppia conversione, portando il primo IF a 10,7 MHz e il secondo a 6,5 MHz. Il risultato è stato deprimente. Il ricevitore ha ricevuto a malapena una stazione radio con una potenza di 1,5 kW situata a una distanza di 2-3 km. La sostituzione del microcircuito non ha dato alcun risultato, non ho condotto ulteriori procedimenti. Per chi vuole ridurre ulteriormente le dimensioni del ricevitore, consiglio di utilizzare l'MC3363, che ha un transistor UHF integrato nel case, oltre a un sistema di riduzione del rumore. Ma è prodotto solo in un pacchetto planare, il che complica la sua installazione ed è molto più costoso, circa 200-250 rubli, contro 25 rubli MS3362. L'MC34119 costa lo stesso. Alcune conclusioni di passaggio. Sto sperimentando con il ricevitore dato, così come con i blocchi RF e IF del ricevitore cinese, Ural-Auto, Melody-106, cioè Uso HF dal ricevitore sviluppato e IF da un altro e viceversa, l'autore ha tratto le seguenti poche conclusioni, forse già note: 1) la qualità del ricevitore (sensibilità e selettività) è determinata principalmente dalla qualità del blocco IF-FR ed è praticamente indipendente dal blocco RF;
Letteratura 1. Barkan V.F., Zhdanov V.K. Ricevitori radio 1972.
Autore: Alexey Bolshakov; Pubblicazione: cxem.net
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