""

Ренегеративный ам-чм приемник

ПРИЕМНИК ДЛЯ ПРИЕМА AM/CW/SSB СИГНАЛОВ В ДИАПАЗОНЕ 3,5-22МГЦ

ПРИЕМНИК ДЛЯ ПРИЕМА AM/CW/SSB

Этот приемник предназначен для приема любительских и радиовещательных станций в широком непрерывном диапазоне от 3,5 до 22 МГц. Настройка аналоговая, – с помощью двухсекционного блока конденсаторов переменной емкости и роликово-ниточного верньерно-шкального механизма. Шкала настройки – линейка длиной почти 40 см. Схема – транзисторная, Корпус – деревянный, лакированный, монтаж – объемнопечатный на «пяточках», вырезанных в фольге листа фольгированного стеклотекстолита. Признаю, сейчас все это выглядит весьма примитивно, но хотелось сделать именно такой вот «ностальгический» коротковолновый приемник.

И все же, в приемнике использованы очень доступные и недорогие радиодетали, что позволяет собрать его не только городскому, но сельскому радиолюбителю. Более того, практически все детали можно взять с разборки старых телевизоров и другой аппаратуры.
Принципиальная схема показана на рисунке в тексте. Схема супергетеродинная с одним преобразованием частоты.

Сигнал от антенны поступает на входной контур L1-C2-C4.1 через отвод катушки L1 и переменный резистор R16, который служит регулятором чувствительности. Автоматического регулятора коэффициента усиления данный приемник не имеет, – регулировка чувствительности осуществляется только вручную, этим резистором. Причем, на самом входе приемника, – до любых транзисторных каскадов. Это позволяет, при приеме мощных радиостанций полностью исключить перегрузку преобразователя частоты, а при приеме слабых и удаленных радиостанций обеспечить наибольшую чувствительность, которая не будет снижаться системой АРУ, ошибочно реагирующей на помехи.

Входной контур перестраивается одной из секций переменного конденсатора С4 с воздушным диэлектриком. Здесь используется двухсекционный конденсатор типа КПЕ 2В емкостью 10-495 пФ на секцию, от старой радиолы или лампового приемника. Конденсатор СЗ установлен для защиты от возможного замыкания в переменном конденсаторе.

Преобразователь частоты выполнен на транзисторах VT1 и VT2. Это преобразователь с совмещенным гетеродином, выполненный на основе каскодного усилительного каскада. Входной сигнал от входного контура через катушку связи L2 поступает на базу транзистора VT1, выполняющего функции как смесителя, так и гетеродина. Для входного сигнала он включен по схеме с общим эмиттером, а в качестве гетеродина – по схеме с общим коллектором.

Частота гетеродина задается контуром L7-С20-С19-С4.2. Конденсатор С19 обеспечивает сопряжение настроек входного и гетеродинного контура с учетом промежуточной частоты равной 455 кГц. Конечно такой простой способ сопряжения не дает высокой точности, и поэтому чувствительность приемника в пределах всего диапазона 3,5-22 МГц оказывается неравномерной.

Промежуточная частота выделяется в контуре L3-C8 и через катушку связи поступает на полосовой пьезокерамический фильтр Q1, с средней частотой 455 кГц. Здесь используется доступный пьезофильтр от импортного карманного радиоприемника с АМ-диапазоном. Поэтому, промежуточная частота равна 455 кГц. Используя отечественный фильтр на 465 кГц промежуточная частота будет 465 кГц. Разумеется, можно применить 2-3-звенный LC-фильтр сосредоточенной селекции, но настройка приемника сильно усложнится.

Усилитель промежуточной частоты собран на транзисторах VT3 и VT4 образующих такой же каскодный усилитель как на транзисторах VT1 и VT2, но чисто усилитель, -без смесительных и гетеродинных функций (эмиттерная цепь VT3 замкнута на общий минус, а не идет на гетеродинную катушку). Контур C12-L5 является преддетекторным контуром. Демодулятор выполнен на транзисторе VT5. Режим его работы зависит от состояния S1. В показанном на схеме положении происходит прием телеграфных и телефонных станций (CW и SSB). При этом используется опорный генератор на транзисторе VT8. Частота генератора определяется керамическим резонатором Q2, – 455 кГц. Если в приемнике будет использовать другая промежуточная частота, например, 465 кГц, то соответственно и резонатор должен быть на такую же частоту. В принципе, можно отказаться от резонатора и использовать LC-контур, например, контур ПЧ от карманного AM-приемника, или такой же контур, как, например, L3-C8, подключив его между базой VT8 и общим минусом через разделительный конденсатор емкостью 1000 пФ.
Опорный генератор питается от параметрического стабилизатора на VD1.

При приеме CW и SSB напряжение опорной частоты с эмиттера VT8 поступает на эмиттер транзистора VT5, выполняющего роль демодулятора. В данном транзисторе происходит преобразование частоты и на его коллекторе выделяется комплексный сигнал суммарно-разностной частоты. Суммарная частота подавляется простейшим ФНЧ R11-С14, а разностная через него проходит и поступает на регулятор громкости R12.
При работе по приему AM сигналов переключатель S1 нужно установить в противоположное показанному на схеме положение. При этом, эмиттер VT5 замыкается на общий минус через S1.1, а опорный генератор выключается S1.2. Теперь транзистор VT5 работает как эффективный транзисторный детектор высокой чувствительности. На его выходе выделяется низкочастотный сигнал, который поступает на R12.

Низкочастотный телефонный усилитель выполнен на транзисторах VT6 и VT7. Нагрузкой являются головные телефоны сопротивлением не ниже 30 От.

Питается приемник от простого сетевого источника на силовом маломощном трансформаторе Т1 и диодном мосте VD2. Напряжение питания схемы получается около 8V. Лампочки Н1-НЗ служат для подсветки шкалы настройки приемника и одновременно являются индикаторами включенного состояния.

Вся схема собрана объемным монтажом «на пяточках» на панели спаянной из фольгированного стеклотексталита. Панель имеет размеры 20×15 см. На панели имеются экранирующие секции, сделанные их полос такого же фольгированного стеклотексталита шириной около 2 см. Всего пятьть секций, -для опорного генератора (VT8), для преобразователя и входной цепи (VT1-VT2), для усилителя ПЧ и ФПЧ (VT3-VT4), для демодулятора (VT5) и для низкочастотного усилителя (VT6-VT7).

Секция с преобразователем большая, она сделана так чтобы контура гетеродина и входной были расположены с разных сторон от переменного конденсатора С4, который так же, установлен на этой общей панели. Привод шкалы С4 обычный, применяемый во многих приемниках, – большой шкив, два ролика, один из которых насажен на ручку настройки и веревочная шкала с пружинкой – натяжителем. Шкала линейная, – бумажная. Лампы Н1-НЗ расположены над шкалой, так чтобы они были прикрыты передней панелью корпуса приемника и светили не вам в глаза, а только на шкалу.

Корпус приемника – деревянный, прямоугольный, размерами 430x115x200 мм.
Все транзисторы КТ3102А. Можно использовать любые другие КТ3102, либо более старые КТ315, КТ312.
Как уже было сказано, пъезокерамический фильтр Q1 – от любого радиовещательного приемника с AM диапазонами.
Переменный конденсатор С4 – сдвоенный с воздушным диэлектриком от старой радиолы «Рекорд-354». Подойдет любой 10-495 пФ.
Силовой трансформатор Т1 – китайский с вторичной обмоткой на 6V. Можно использовать трансформатор от источника питания телевизионной игровой приставки типа «Денди» или старый ТВК-110 от лампового телевизора. В общем, напряжение на С27 должно быть 8-10V.

Переменный резистор R1 нужно установить в наибольшей близости к антенному гнезду.
Для намотки всех катушек использованы каркасы от модулей цветности старых телевизоров типа УСЦТ. Это каркасы диаметром 5 мм с ферритовыми подстроечными сердечниками.

Катушка L1 – 19 витков с отводом от 5-го. Катушка L2 -5 витков. Катушки L3, L5 и L9 -по 85 витков. Катушки L4, L6, НО – по 10 витков. Катушка L7 – 17 витков, L8 – 5 витков с отводом от 2-го. Катушки L1, L2, L7, L8 намотаны проводом ПЭВ 0,23. Все остальные катушки намотаны проводом ПЭВ 0,12, виток к витку.

Сначала наматывают контурную катушку, затем на её поверхность наматывают катушку связи. Витки можно скрепить парафином.
Налаживание традиционно для супергетеродинного приемника. При настройке контуров ПЧ можно пользоваться как генератором сигналов, так и любым радиовещательным приемником с AM диапазонами и такой же промежуточной частотой как в данной схеме. В этом случае сигнал с частотой ПЧ нужно снимать с преддетекторного контура образцового приемника и подавать через конденсатор небольшой емкости сначала на базу VT3, затем на базу VT1 (предварительно отключив гетеродин замкнув перемычкой эмиттер VT1 на общий минус).

Настройку гетеродина, укладку диапазона и сопряжение настройки входного контура нужно делать по генератору ВЧ, либо принимая сигналы радиостанций известной частоты, и сверяясь со шкалой образцового приемника.

Последний этап – разметка шкалы, это удобнее всего делать принимая сигналы генератора ВЧ с AM модуляцией, но можно и по образцовой приемной аппаратуре.

ZQV – регенеративный приемник КВ диапазона

Давненько не выкладывал конструкции простых регенеративных радиоприемников. Восполняем, так сказать, пробел-вашему вниманию предлагается простой регенеративный приемник на любительский диапазон 7 МГц, или радиовещательный 41 м.

Схема этого приемника-регенератора попалась на глаза на соответствующей ветке форума cqham.ru.

Автором схемы является UR5ZQV, поэтому и описываемый регенеративный приемник получил имя ZQV. Думаю, автор не будет в обиде)). Предполагаю, что кроме автора схемы, этот приемник никто больше не повторил, поэтому выступлю в качестве бета-тестера, и попробую изготовить этот регенератор.

Схема прототипа-оригинала представлена ниже:

Приемник очень простой-собран всего на двух транзисторах, к тому же, питается от одной батарейки. Привлек внимание тем, что антенна и база транзистора регенеративного каскада VT1 подключаются к колебательному контуру через емкостные отводы. Интересно было попробовать, как всё это будет работать. Понятно было,что чувствительность у этого приемника будет не очень высокая-ведь усилитель НЧ отсутствует как таковой.

Регенеративный приемник ZQV. Схема. Описание работы.

Оригинальная схема претерпела незначительные изменения, добавлен каскад усиления НЧ, германиевые транзисторы заменены на кремний. Хотя и с германиевыми всё работает нормально.

Схема финального варианта приведена ниже:

Здесь, собственно, и описывать нечего…

На транзисторе VT1 собран регенеративный каскад. Диапазон рабочих частот приемника определяется контурной системой L1C1C2C3C4C5. По диапазону приемник перестраивается переменным конденсатором С1, в качестве которого использован двухсекционный КПЕ от УКВ блоков. Используется одна секция.

Резистор R1 служит регулятором уровня регенерации. Продетектированный сигнал выделяется на коллекторной нагрузке транзистора VT1 катушке L2 и через конденсатор С9 подается на усилитель НЧ, собранный транзисторах VT2 и VT3. К выходу усилителя НЧ можно подключить обычные мультимедийные наушники или активную компьютерную акустическую систему.

Регенератор ZQV собран на самых распространенных деталях.

Катушка L1 намотана на серийном четырехсекционном каркасе с подстроечным сердечником, и содержит 45 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,12 мм. Отвод сделан от 10-го витка, считая снизу.

Дроссель L2 имеет индуктивность 1 Гн. Я в этой позиции применил трансформатор ТОТ-12. Точнее, применил его первичную обмотку, которая как раз имеет близкую индуктивность.

Регенеративный приемник ZQV собран на небольшой печатной плате. Выглядит он так:

Расположение основных элементов:

Налаживание этого регенератора несложное.

После подачи питания убеждаются в работоспособности усилителя НЧ. Он работает сразу при исправных деталях. Далее, убеждаются в наличии постоянного напряжения на коллекторе транзистора VT1 в пределах 3 В.

Следующий этап-проверка наличия генерации, формы колебаний ( она должна быть синусоидальной) и возможность регулирования амплитуды колебаний переменным резистором R1. Колебания должны возникать плавно и без скачков, и так же плавно регулироваться от максимального значения до нуля.

Подстроечником катушки L1 устанавливают требуемый диапазон рабочих частот, а растягивающим конденсатором С2 необходимое перекрытие.

Вот и вся настройка.

Нужно сразу отметить, что этому регенератору нужно заземление, хотя бы примитивное. В противном случае, подключение антенны сопровождается появлением мощного фона переменного тока. Приемник был испытан на радиолюбительском диапазоне 7 МГц в режимах CW и SSB, а также в радиовещательном диапазоне 41 м при приеме АМ радиостанций. Использовалась антенна Sloper диапазона 7 МГц.

Впечатления: этот регенеративный приемник ZQV вполне работоспособный. Принимает довольно чистенько, особенно АМ станции. Но требует наличия аттенюатора. В противном случае, при подключении полноразмерной антенны наблюдается некоторое «подплакивание» сигнала мощных станций. Это, впрочем, характерно для всех простых регенеративных приемников. В АМ режиме этого эффекта, естественно, нет и в помине.

Отмечу, что не удалось добиться сужения полосы пропускания до приемлемых значений. Думаю, виной всему катушка L1, точнее, её невысокая добротность.

Отсюда вывод-катушку L1 нужно мотать или на кольце Amidon, или на каркасе диаметром 2…3 см.

Понравилось, что можно уверенно слушать станции на наушники, причем, частенько даже возникает необходимость в регулировке (уменьшении) громкости.

В общем, как конструкция выходного дня этот регенератор очень даже может быть.

Короткое видео о работе приемника. На диапазоне 7 МГц работает в режимах CW и SSB. На радиовещательном диапазоне 41 м принимает станции с АМ.

Ренегеративный ам-чм приемник

В последнее время все сильнее развивается вещание на европейском УКВ-ЧМ диапазоне 87,5-108 кГц даже в удаленных регионах России появляются местные радиостанции на этот диапазон. В связи с этим, автором был разработан простой АМ—ЧМ радиоприёмник, выполненный на современных микросхемах с высокой степенью интеграции, и имеющий непрерывный УКВ-ЧМ диапазон 64 – 108 мгц, и обычный диапазон СВ – 520-1600 кГц. ЧМ тракт приёмника выполнен по супергетеродинной схеме с низкой промежуточной частотой, AM тракт по одноконтурной схеме прямого усиления.

Основные технические характеристики приёмника.

Диапазон принимаемых частот 520-1600 кгц и 64-108 мгц.
Чувствительность в диапазоне 520-1600 кгц — 15мВ.
Чувствительность в диапазоне 64-105 кгц — 5мкв.
Диапазон воспроизводимых частот по электрическому напряжению в диапазоне 520-1600 кгц – 150-4000 гц, в Диапазоне 64 – 108 мгц &mdash 100-12500 гц.
Toже по звуковому давлению – 250-4000 гц и 250-6000 гц.
Номинальная выходная мощность &mdash 100 мвт.
Коэффициент нелинейных искажений в ЧМ тракте &mdash 5%.
Напряжение питания &mdash 3,8-6,5В.
Ток потребления в режиме молчания не более &mdash 16 мА.

УКВ тракт выполнен на специализированной микросхеме А1-К174ХА34. Эта микросхема разработана специально дли миниатюрной радиоприёмной техники, она представляет собой однокристальный УКВ-приёмник, который имеет в своём составе апериодический усилитель высокой частоты, смеситель, гетеродин, усилитель-ограничитель промежуточной частоты, фазоинвертор, частотный детектор, предварительный УЗЧ, систему шумопонижения и сжатия девиации частоты.

Сигнал от телескопической антенны WA1 через конденсатор С1 поступает непосредственно на вход апериодического УРЧ микросхемы.

В данной микросхеме используется очень низкая промежуточная частота &mdash 70 кгц, что сравнимо с полосой стандартного ЧМ сигнала, и следовательно в отношении зеркального канала этот приёмник ведёт себя так-же как приёмник прямого преобразования, то есть зеркального канала практически нет. Вернее он есть, но он входит в полосу захвата принимаемого сигнала и не создает помех.

В результате отпадает необходимость в входном контуре, который обычно только и служит для подавления зеркального канала, с выхода усилителя РЧ сигнал поступает на смеситель, туда-же поступает и сигнал гетеродина. Частота гетеродина определяется параметрами контура L1, С12, С14, С13.

По частоте гетеродин перестраивается при помощи одной из секций сдвоенного переменного конденсатора С14. Этот конденсатор имеет большое перекрытие по емкости и позволяет без труда охватить весь УКВ ЧМ радиовещательный диапазон – от 64 до 108 мгц, тем более, что гетеродин микросхемы имеет большой запас по возбуждению и в таком широком диапазоне не возникает срывов генерации.

Преобразованный сигнал ПЧ частотой 70 кГц, поступает на вход усилителя промежуточной частоты. Столь низкая промежуточная частота позволяет отказать от контуров и пъезофильтров в тракте ПЧ за счет использования активных фильтров, которые имеют достаточно высокую добротность. Фазоинвертор и частотный детектор, так-же как и фильтры выполнены на операционных усилителя с RC-цепями.

При этом внешними элементами RC-цепей являются только конденсаторы С3, С5, С6,С7, С8, С9, а резисторы и операционные усилители находятся в составе микросхемы А1.

Благодаря всему этому, радиотракт ЧМ получается предельно прост в изготовлении и настройки, а выбор такой низкой промежуточной частоты позволяет иметь относительно невысокий ток потребления. Столь низкая промежуточная частоты, сравнимая с девиацией частоты, однозначно должна была вызвать большие нелинейные искажения, в то-же время коэффициент нелинейных искажений УКВ тракта не более 3%. Это достигнуто благодаря наличию в микросхеме системы сжатия девиации в 10 раз.

Переключение АМ/ЧМ производится модульным переключателем SA 1. Он показан в положении “ЧМ”. Сигнал НЧ с выхода частотного детектора и предварительного УЗЧ поступает через переключатель SA 1.1 и регулятор громкости на вход усилителя ЗЧ, который входит в состав микросхемы А2 – K174XA1D. Это то-же специализированная микросхема для использования в миниатюрной приёмной аппаратуре. В ней полный дм тракт, включая преобразователь частоты, УПЧ, гетеродин, AM детектор и УЗЧ. В данной схеме преобразователь и Гетеродин этой микросхемы не используются.

При переводе переключателя А1 в противоположное положение от микросхемы А1 отключается источник питания и УМЗЧ. Включается УПЧ микросхемы А2, который, работает как УРЧ приемника прямого усиления Сигнал от магнитной антенны WA2, выделенный второй секцией конденсатора С14 через катушку связи L2 поступает на вход этого усилителя.

Затем сигнал поступает на детектор. Нагрузкой последнего каскада УРЧ является резистор R6, с которого сигнал поступает на AM детектор. Микросхема не позволяет отключать тракт ПЧ, и для избежания помех от AM тракта при приёме сигнала ЧМ, этот резистор отключается переключателем SA1.2 от источника питания. В результате детектор блокируется и помехи в тракт ЗЧ не проникают.

С выхода AM детектора, с вывода 8 А2 напряжение ЗЧ поступает через переключатель SA1.1 и регулятор громкости 2 на усилитель ЗЧ микросхемы, и далее на громкоговоритель ВА1.

Конструктивно радиоприёмник выполнен в корпусе от набора для сборки приёмника прямого усиления Юность. Эти наборы в последние несколько лет часто встречались в продаже, и могут быть в запасах многих радиолюбителей. Тем более, что имеют современный квадратный корпус, горизонтальную шкалу (правда верньер без редуктора) и отсек для четырех элементов 316.

Рисунки печатной платы для этого корпуса перед вами. Плата получилась достаточно свободная, можно предположить, что эту схему можно разместить в более маленьком корпусе, если такой имеется. Резистор регулятора громкости и магнитная антенна использованы от этого-же набора. Переменный конденсатор другой, двухсекционный от супергетеродинных карманных AM приёмников, он размещается в том-же месте, где и конденсатор из набора, но не привинчивается, а приклеивается к плате.

Если высота его больше чем односекционного, его устанавливают прямоугольное отверстие в плате по размерам его корпуса, так, чтобы он плотно входил и приклеивают к плате. Переключатель диапазонов Г12К одна секция на два направления с независимой фиксацией. Магнитная антенна от приёмника Юность укорочена на один сантиметр, что-бы было можно установить телескопическую антенну на УКВ диапазон.

Динамик используется 025ГД-19 (05ГДИ-1) он имеет значительно более высокое качество звучания по сравнению с 02ГД-1, который в наборе. Этот динамик имеет более широкую и плоскую магнитную систему, поэтому при монтаже нужно все электролитические конденсаторы (К50-35) положить горизонтально, это-же касается и пластинчатых не электролитических конденсаторов, общая высота монтажа а районе динамической головки должна быть не более 7 мм.

Кроме того на магнитную систему динамика нужно наклеить круг, вырезанный из широкой ленты-скотча, что-бы избежать случайных замыканий.
Катушка гетеродина УКВ тракта не имеет каркаса, она изготавливается таким образок. На болт М3 наматывают 5 витков провода ПЭВ2-0,35, затем болт аккуратно вывинчивают из катушки, а готовую катушку устанавливают на плату горизонтально.

Настройка тракта ЧМ сводится к установки диапазона сдвиганием и раздвиганием витков гетеродинной катушки. После настройки, для избежания микрофонного эффекта эту катушку заливают эпоксидной смолой, фиксируя её витки.

Настройка тракта AM сводится к установке коэффициента усиления УРЧ подбором номинала R3 и минимума искажений подбором R6.

АМ-ЧМ радиоприемник с низковольтным питанием

АМ-ЧМ радиоприемник с низковольтным питанием

В публикуемой статье вниманию читателей предлагается описание АМ-ЧМ радиоприемника. Его ВЧ тракт выполнен на микросхеме TA8184р фирмы Toshiba. Эта микросхема применяется во многих приемниках и магнитолах среднего класса, выпускаемых, в частности, под маркой фирмы Sharp. В отличие от микросхемы TA2003р, на которой был построен предыдущий приемник, описанный автором ранее, TA8184р допускает непосредственное подключение контуров ПЧ к выводам смесителей АМ и ЧМ трактов, что позволило увеличить чувствительность и избирательность нового приемника.

Электрическая схема радиоприемника приведена на рисунке. Микросхема TA8184р (DA1) включена здесь по стандартной схеме, исключена только цепь АПЧГ УКВ тракта. Напряжение питания, потребляемый ток и назначение выводов микросхемы такие же, как и у TA2003р [1]. Приемник рассчитан на прием радиостанций в диапазоне средних (526,5. 1606,5 кГц) и ультракоротких (88. 108 МГц) волн. В первом случае прием ведется на внутреннюю магнитную антенну WA2, а во втором – на внешнюю WA1. Максимальная выходная мощность – 70. 80 мВт, ток покоя в режиме АМ – не более 15, ЧМ – 20 мА. Питается приемник от двух элементов 316 (R6). Работоспособность его сохраняется при снижении питающего напряжения до 1,6. 1,7 В. Чувствительность и избирательность приемника примерно такая же, как и у доработанного приемника на ТА2003р [2]. Так как эта микросхема подробно описана в [1, 2], рассмотрим лишь отличия стандартного включения ТА8184р от ТА2003р.

С выводом 3 микросхемы ТА8184р (см. рисунок) соединен выход смесителя УКВ тракта. К нему подключен контур ПЧ L2C1, настроенный на частоту 10,7 МГц и соединенный с плюсовым (общим) проводом питания. Через катушку связи L1 и резистор R1 сигнал ПЧ ЧМ тракта поступает на пьезоэлектрический фильтр Z1, также настроенный на частоту 10,7 МГц. С его выхода сигнал ПЧ подается на вывод 8 микросхемы DA1, соединенный с входом усилителя ПЧ. Контур ЧМ дискриминатора L7C15, настроенный на частоту 10,7 МГц, включен между выводом 10 DA1 и плюсовым проводом питания. Вывод 4 DA1 подключен к части витков катушки L5 контура ПЧ АМ тракта L5C2. С катушки связи L4 через резистор R2 сигнал ПЧ поступает на пьезоэлектрический фильтр Z2. Его рабочая частота может быть в пределах 455. 465 кГц, в зависимости от выбранного типа фильтра. С выхода Z2 сигнал АМ тракта ПЧ попадает на вход его усилителя ПЧ – вывод 7 микросхемы DA1.

Радиоприемник был собран на печатной плате размерами 82×77 мм в корпусе от радиоконструктора “Звездочка”. Функции его внешней антенны выполнял отрезок изолированного многожильного провода длиной 80 см. Катушка магнитной антенны намотана проводом ПЭЛШО 0,12 на подвижном каркасе, надетом на стержень из феррита НН400 длиной 30 и диаметром 8 мм и содержит 110 витков с отводом от 10-го витка. Катушка имеет пять секций намотанного внавал провода, длина обмотки – 20 мм. Экранированные контурные катушки ПЧ тракта АМ (L5) и ЧМ (L2), гетеродина АМ (L9), ЧМ дискриминатора (L7) – импортные, размерами 10x10x13 мм. Катушки имеют следующую маркировку: L2 – оранжевую, L5 – желтую, L7 – зеленую (или синюю), L9 – красную [3]. Конденсаторы С1, С2 и С15 – встроенные. При указанной на схеме емкости КПЕ С10 катушка L9 содержит 95-100, а L8 – 9-10 витков провода ПЭВ-0,1. Контурная катушка намотана поверх катушки связи. Об остальных радиодеталях подробно рассказано в [1, 2].

Сборку и налаживание радиоприемника начинают с усилителя ЗЧ. После его проверки [1, 2] приступают к распайке деталей ВЧ тракта. Настроившись на какую-либо станцию в диапазоне СВ, с помощью подстроечника контура L5C2 добиваются максимальной громкости приема. Затем производят укладку СВ диапазона. Настройку ЧМ тракта начинают при отключенной антенне. Вращая подстроечник, настраивают контур L2C1 ПЧ, ориентируясь на максимальный уровень шума на выходе приемника. Затем подключают внешнюю антенну и настраивают ЧМ тракт, как описано в [1 и 2].

Литература
1. Паньшин А. АМ-ЧМ радиоприемник с низковольтным питанием. – Радио, 1997, №9, с. 23-25.
2. Паньшин А. АМ-ЧМ радиоприемник с низковольтным питанием. Возвращаясь к напечатанному. – Радио, 1998, №9, с. 22
3. Паньшин А. Цветовая маркировка контурных катушек импортных радиоприемников. – Радио, 1998, №10

Давайте непредвзято сравним АМ и узкополосную ЧМ.

Пусть, к примеру, мы хотим передавать звуковые частоты до 3 кГц (что, как известно, достаточно для голосовой связи).
Пусть мы имеем АМ-передатчик с мощностью в режиме молчания Pн, тогда средняя излучаемая мощность при 100% модуляции будет, как известно, 3/2 Pн. Пусть, кроме него, мы имеем ЧМ-передатчик с мощностью (постоянной) те же 3/2 Pн, что излучает наш АМ-передатчик при передаче сообщения и максимальной девиацией 3 кГц (чтобы индекс модуляции был 1 для верхней передаваемой звуковой частоты).

Пусть мы имеем на другом конце линии связи приемник с коэффициэнтом шума N и полосой пропускания 6 кГц (которой по идее долно хватить для неискаженного приема АМ и приема ЧМ с небольшой потерей верхних звуковых частот), оснащенный детекторами АМ и ЧМ.

Внимание, вопросы!
Какой из 2 видов модуляции в вышезаданных условиях обеспечит лучшее отношение сигнал/шум на выходе приемника при работе ” на пределе”, то есть при слабом сигнале на входе приемника?
Имеют ли значение конкретные типы применяемых детекторов АМ и ЧМ при условии, что остальные узлы приемника не меняются и общее усиление приемника до детектора достаточное?

AR®: Какой из 2 видов модуляции в вышезаданных условиях обеспечит лучшее отношение сигнал/шум на выходе приемника при работе ” на пределе”, то есть при слабом сигнале на входе приемника?
При одинаковом отношении с/ш на входе приемника ЧМ с индексом модуляции равном 1 даст некоторый небольшой выигрыш в выходном отношении с/ш по сравнению с АМ. При индексе ЧМ модуляции 0.6 – 0.7 выходные отношения с/ш будут примерно равны. Правда данное утверждение чисто качественное. Дело в том, что и ЧМ и АМ имеют порог. В надпороговой области выигрыш ЧМ будет больше, в подпороговой – меньше.
Не надо забывать также, что ЧМ менее чувствительна к помехам. Здесь выигрыш ЧМ будет более ощутим по сравнению с АМ.

AR®: Имеют ли значение конкретные типы применяемых детекторов АМ и ЧМ при условии, что остальные узлы приемника не меняются и общее усиление приемника до детектора достаточное?
Имеют. Например, следящие ЧМ детекторы и ЧМ детекторы с ФАПЧ позволяют снизить порог до величин, когда значение С/Ш на входе приемника может быть и меньше 1!
Особо “упираться” в снижении порога стоит только в том случае, если ваше последетекторное ус-во позволяет работать с малыми С/Ш. Если же минимальное С/Ш не должно быть ниже 10 дБ, то и обычные ЧМ детекторы “покатят” не хуже, чем с ФАПЧ, т. к. это уже надпороговая область.

Ещё у него есть статья про фазовый детектор.
http://www.electrik.org/modules/Static_Docs/data/rf/s2/rzn-6x.html
Вот.
http://rf.atnn.ru/s3/rzn-184.html
Раньше уже писал, что фазовый детектор, правда при широкополосной ЧМ применял. Очень даже доволен остался.

Прежде всего,преимущества узкополосной ЧМ затрагивают передающую сторону.Гораздо эффективней и проще передающее устройство не требующее линейного усиления,а работающее с фиксированной мощностью на выходе.КПД при этом может быть и 80% (если не более).Для мобильной связи параметр определяющий.А для приёма,особенно слухового,АМ даже лучше,поскольку при такой же как у ЧМ-а энергетике не требует ограничения амплитуды перед детектором ,чем щадит уши оператора и снижает роль шумоподавителя и меньше зависит от неточности настройки на частоту.

АМ использовал Попов на заре эпохи радио. Даже не модуляцию, а манипуляцию.
Тогда помех было мало и они носили природный характер, а в современном эфире “электронной грязи” полно и АМ неэффективна. Зачем ворошить старое?
Разве мало других современных видов модуляции(манипуляциии) QPSK, QAM. Правда это для цифры.

Интересно,а чем в отношении устойчивости к помехам могут отличаться сигналы занимающие одинаковую полосу частот,всё отличие которых состоит лишь в том,что фазы боковых сдвинуты относительно фазы несущей на 90°? Умышленно сравниваю АМ с ФМ(фазовой модуляцией с индексом =1) или ЧМ (узкой с девиацией=3кГц),как наиболее узкополосными и помехоустойчивыми видами ЧМ.Остальные ,более широкополосные стандарты ЧМ гораздо хуже из-за чрезмерно широкой полосы.А то качество,которое вы слышите на вещательных диапазонах имеет отрицательную сторону выражающуюся в высокой “пороговости” широкополосной ЧМ.Она или принимается идеально,если мощность сигнала превышает мощность помехи,или вообще не принимается.Причем,мощность передатчика должна быть увеличена пропорционально расширению полосы занимаемых частот.Вот именно благодаря этому замечательному свойству УКВ приёмники так любят при малейших изменениях вокруг них срываться на шип и хрип.Даже,когда рядом киловаттный передатчик,но есть многолучевой приём. Если это свидетельствует о революционных преимуществах ЧМ над АМ,тогда,конечно,обсуждать нечего.Но,мне кажется,параметры широкой ЧМ могут быть интересны только в телевидении и для “кухонных балалаек”.А устаревший АМ,при всех своих очевидных недостатках,худо-бедно позволяет покрыть вещанием целые континенты.При этом,что иногда очень важно,аппаратура очень дешева и проста.А то,что при одинаковых полосах узкой ЧМ и АМ первая так и не вытеснила дедовский АМ лишний раз доказывает,что реальных преимуществ она не имеет.При этом требует более высокой точности настройки приёмника на частоту передатчика.

Похоже, тут ключевое слово – качество (избыточность канала связи).
Лучшим качеством – меньше покрытие, худшим – неограниченное в принципе.

Да,можно это и так изобразить,пожалуй.Уклонюсь,однако,в филосовский аспект.Сравнивать,так во всём многообразии,не так ли?Лично мне жалко АМ списывать.Хочу,чтоб его исчезновение затянулось как можно дольше. Это модуляция,которая принесла стольким поколениям радиолюбителей радость возможности своими руками собрать приёмник,который приносит звуки из страшных,”нездешних” далей,порой поверх “родных” глушилок.Дала возможность свободно слушать весь мир будучи бедным,но любознательным.Независимость.Больше таких модуляций в эфире не будет.И условий для бедной любознательности тоже.”Платите и обрящете”-девиз прогресса.Прогресс ли это?Превращаемся из субъекта в объект.Не мужчинское это дело,братцы,быть объектами.Лично я против.

Мне чужда любая идеология в этой сфере.Я – связист.
Всё, в принципе просто, чем выше качество канала связи, тем больше должна быть его полоса (избыточность).
Сужем полосу – получаем выигрыш по мощности, дальности, но проигрываем в качестве.

ВС: Это модуляция,которая принесла стольким поколениям радиолюбителей радость.
Давайте мобильники переведём на амплитуду. Вернём патефоны со сменными стальными иголками и лошадей, вместо автомобилей.
“Выхлоп” из задницы лошади, безопаснее выхлопных газов стальных коней.
Это про философию, типа.

Форум про радио — сайт, посвященный обсуждению электроники, компьютеров и смежных тем.

АМ/ЧМ демодулятор на микроконтроллере

При создании радиолюбительских приёмников или трансиверов часто возникает задача разработки АМ/ЧМ демодулятора как для узкополосных сигналов, так и для широкополосного ЧМ-радиовещания. Принцип работы большинства таких демодуляторов основан на аналоговой обработке сигнала с помощью частотных или амплитудных детекторов. Концепция развития современных SDR-приёмников (Software Defined Radio) подразумевает программное управление синтезаторами частоты и другими узлами с помощью микроконтроллера. В связи с этим становится заманчивым использование управляющего микроконтроллера и для задач цифровой обработки сигналов.

В этой статье представлены результаты исследования по применению микроконтроллеров STM32F405/407 фирмы STMic-roelectronics. В большинстве случаев такая задача решается с помощью применения цифровых сигнальных процессоров (DSP) или ПЛИС (FPGA), однако в радиолюбительских целях применение подобных устройств зачастую затруднительно в связи с их высокой стоимостью и довольно сложным для ручной пайки корпусом BGA(Ball Grid Array).

Микроконтроллер STM32F405V/407V стоит недорого и имеет стандартный корпус QFP (Quad Flat Package) 64/100 с шагом выводов 0,5 мм, что позволяет работать с ним в домашних условиях. Он содержит богатый набор периферийных модулей, необходимых для управления синтезаторами или аттенюаторами. Тактовая частота ядра – 168 МГц, чего вполне достаточно для несложных задач цифровой обработки сигналов.

Рассмотрим основные алгоритмы цифровой демодуляции АМ/ЧМ-сигналов после переноса их на низкую промежуточную частоту (порядка 100 кГц). Общая блок-схема цифрового демодулятора ЧМ-сигнала приведена в статье “Демодуляция сигналов с угловой модуляцией. PM и FM демодуляторы”. – URL: http://www.dsplib.ru/content/ fmdemod/fmdemod.html (27.08.2018). При этом для демодуляции АМ-сигналов выходные данные необходимо снимать с блока вычисления суммы квадратов сигналов, взяв от неё квадратный корень. Таким образом, наиболее сложный вариант с точки зрения процессорного времени обработки представляет демодулятор ЧМ-сигнала.

Рис. 1. Блок-схема квадратурного АМ/ЧМ демодулятора

Блок-схема квадратурного АМ/ЧМ демодулятора приведена на рис. 1. Стандартный подход для “обкатки” алгоритмов ЦОС (цифровой обработки сигналов) в микроконтроллерах или ПЛИС заключается в предварительном тестировании и оптимизации алгоритма в средах математического проектирования, таких как SCILAB, OCTAVE, MATLAB. Таким же образом поступим и мы.

Ниже приведены графики для ЧМ-сигнала со следующими параметрами:

– частота несущей 150 кГц;

– девиация частоты 50 кГц;

– частота однотонального модулирующего сигнала 15 кГц.

Параметры этого сигнала соответствуют параметрам сигнала ЧМ-радиовещания.

Спектр ЧМ-сигнала s(t) на входе демодулятора показан на рис. 2. Полоса занимаемых им частот от 85 до 215 кГц. Таким образом, по теореме Котельникова частота дискретизации АЦП должна быть не меньше 600 кГц. В проекте частота дискретизации выбрана равной 665 кГц.

Рис. 2. Спектр ЧМ-сигнала s(t) на входе демодулятора

Для расчёта ФНЧ рассмотрим спектр сигнала после квадратурных смесителей, изображённый на рис. 3. Видно, что частота среза ФНЧ должна быть 100 кГц, чтобы отфильтровать зеркальные побочные сигнала. Фильтр был спроектирован в программе WinFilter. – URL: http://www.winfilter.20m.com (27.08.2018). Он имеет следующие параметры: частота среза – 100 кГц, затухание на частоте 200 кГц – 60 дБ, частота дискретизации – 665 кГц, тип фильтра – КИХ (с конечной импульсной характеристикой), порядок – 11.

Рис. 3. Спектр сигнала после квадратурных смесителей

Фильтры БИХ (с бесконечной импульсной характеристикой) при аналогичных параметрах могут иметь меньший порядок, но их фазочастотная характеристика нелинейна, что приводит к сильным искажениям сигнала, в связи с этим применяется фильтр КИХ.

Сигнал на выходе модели демодулятора показан на рис. 4. Видно, что его искажения незначительны. Таким образом, параметры рассчитанных ФНЧ корректны.

Рис. 4. Сигнал на выходе модели демодулятора

Рассмотрим реализацию алгоритма ЧМ-демодулятора в микроконтроллере STM32F407V. Этот микроконтроллер имеет тактовую частоту 168 МГц, при этом она может быть увеличена до 216 МГц (работает, но полных испытаний не проводилось). Большинство инструкций выполняются за один такт. Из интересующей нас периферии он имеет три блока АЦП с разрешением в 12 бит, частотой дискретизации до 2,4 МГц и опорным напряжением 2,5 В, два модуля ЦАП с частотой до 1 МГц.

Блок-схема аппаратной части демодулятора на микроконтроллере приведена на рис. 5. ЧМ-сигнал s(t) подавался от функционального генератора DG4162.

Рис. 5. Блок-схема аппаратной части демодулятора на микроконтроллере

Блок-схема алгоритма программы микроконтроллера изображена на рис. 6. Основной код программы выполняется в обработчике прерывания по готовности АЦП. Следовательно, основной цикл программы можно использовать для управления и настройки приёмника. Время, затрачиваемое на цифровую обработку при тактовой частоте ядра 216 МГц, – 900 нс. Таким образом, загрузка процессора не превышает 60 % при частоте дискретизации 665 кГц.

Рис. 6. Блок-схема алгоритма программы микроконтроллера

Для разработки программы использовалась среда CoIDE, а для инициализации периферии применялись модули, сгенерированные в программе CUBE MX С-компилятора – GCC. Все данные представлены в целочисленных переменных.

На рис. 7 показана осциллограмма демодулированного сигнала на выходе ЦАП при размахе несущей 2,5 В или 0 дБ (полный динамический диапазон АЦП, определяемый опорным напряжением 2,5 В). При этом за счёт операции масштабирования для устранения амплитудной модуляции работоспособность алгоритма сохраняется вплоть до размаха несущей 50 мВ или -30 дБ. Сигнал на выходе ЦАП при таком уровне входного сигнала показан на рис. 8.

Рис. 7. Осциллограмма демодулированного сигнала на выходе ЦАП

Рис. 8. Сигнал на выходе ЦАП

Полученные результаты позволяют рекомендовать для использования в качестве АМ/ЧМ демодулятора высокопроизводительные микроконтроллеры в “дружелюбном” корпусе и небольшой стоимостью. Такое применение весьма актуально для построения автономных трансиверов. При этом описанный алгоритм можно применять как для демодуляции широкополосного ЧМ-сигнала (Wide Band FM), так и для узкополосного (Narrow Band FM). Отличие будет заключаться только в параметрах ФНЧ. Для создания полноценного прототипа необходимо использовать не табличный вариант вычисления отсчётов гетеродина, а алгоритм CORDIC (Coordinate Rotation Digital Computer), чтобы избежать артефактов в сигнале на стыках фрагментов синусоиды. Также необходимо добавить цифровую петлю ФАПЧ (фазовой автоподстройки частоты) для устранения дрейфа аналогового гетеродина.

Материалы проекта имеются здесь.

Автор: М. Дахин, г. Воронеж.

Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

Читайте также:  Как рассчитать номинал резистора для замены светодиода?
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
×
×
Adblock
detector