Характеристики приемника:
- Диапазон 88…108МГц
- Чувствительность при отношении сигн\шум 28дБ не хуже 5 мкВ
- Частотный спектр ЗЧ 30…16000Гц
Приемник построен на 3-х микросхемах — TDA2003P KA2263 КР174УН23. Приемник работает в диапазоне 88…108 МГц в стерео и моно режимах. Приемник выполнен по традиционной супергетеродинной схеме с высокой ПЧ.
Входной контур в приемнике отсутствует, сигнал от антенны поступает на вход УРЧ А1 через разделительный конденсатор С1. УРЧ резонансный, на его выходе включен контур L1 C9 C2 VD1, который перестраивается по диапазону одновременно с гетеродинным контуром при помощи VD1.
На преобразователь частоты сигнал поступает по внутренним частям микросхемы. Гетеродинный контур L2 C3 C4 VD2 подключен к выводу 13 А1. Перестройка по диапазону осуществляется с помощью варикапа VD2. Напряжение настройки на оба варикапа подается одновременно с помощью R1(0-4,5В). Цепь R2 R3 C5 служит развязкой постоянного и ВЧ напряжения.
С выхода преобразователя частоты на вход тракта ПЧ сигнал поступает через пьезокерамический фильтр Z1(6,5МГц). В фазосдвигающей цепи частотного детектора микросхемы работает контур L3 C7 настроенный на ПЧ. Контур можно заменить кв. резонатором на частоту равную частоте ПЧ. R4 служит для понижения добротности контура.
НЧ сигнал снимается с вывода 11 и через С11 поступает на стерео детектор на А2. При наличии стерео зажигается VD3. Принудительное переключение моно-стерео S1.
УМЗЧ выполнен на 2-х канальной КР174УН23, динамики подключаемые к микросхеме могут иметь сопротивление от 4 до 32 Ом, при этом мощность при 4 Ом 150 мВт.
В приемнике можно использовать пьезокерамические фильтры ФП1П8-62-01(на 5,5МГц) или ФП1П8-62-02(6,5МГц).
L1 L2 не имеют каркасов, для диапазона 88-108МГц они содержат 6 и 5 витков. Провод ПЭВ 0,43, катушки намотаны на хвостовике сверла диаметром 3 мм, после катушки снимают с сверла и устанавливают на плату. В процессе настройки данные катушки сжимают или растягивают изменяя их индуктивность.
L3 намотана на ферритовом стержне диаметром 2,8 мм и длиной 12 мм, она содержит 14 витков ПЭВ 0,43, намотана так чтобы с небольшим усилием ее витки можно было двигать по сердечнику при настройке, далее катушку фиксируют клеем.
Настройка:
Проверка УМЗЧ — при подключенных динамиках необходимо коснуться пинцетом выводов 4 и 1 микросхемы А3. Должен быть слышен шум переменного тока. Далее регуляторы R6 R7 установите в положение максимальной громкости, прикоснитесь пинцетом вывод 1 А2. В обеих динамиках должен быть слышен фон переменного тока.
Далее подключите антенну(кусок медного провода), в динамиках должен быть слышен шум(не громкий). Поворачивая ручку R1 попробуйте настроить приемник на любую станцию. Если приемник не настраивается, растягивайте или сжимайте витки L2, немного подстройте контур L3 С7 и повторите настройку на станцию снова. После как настроитесь на станцию, настройте контур L3C7 добиваясь максимальной громкости звучания и чистого приема с минимальными искажениями. Если необходимо добавьте к С7 20-50 пФ.
Далее настройтесь на середину диапазона (см шкалу фабричного приемника) и изменяя индуктивность L2 (рег R1 посередине)
настройтесь на туже центральную по диапазону станцию, что и на фабричном приемнике.
Уменьшая длину антенны с помощью контура L1 C9 добейтесь максимальной чувствительности приемника.
И самое последнее — резистором R11 добейтесь свечения VD3 при приеме стереосигнала.
Литература РК2001-5
Методики перестройки с форумов как правило страдают несколькими недостатками. Либо не обеспечивается полный фм диапазон 88-108 мгц, при том шкала резко нелинейна, все станции справа, а если обеспечивается, имеются проблемы с сопряжением контуров и соответственно с чувствительностью на краях.
Первая и вторая проблема из-за того, что частоту поднимают в основном уменьшением емкостей, и как следствие уменьшают К включения варикапа гетеродина, а нужно делать ровно наоборот. Последняя результат попытки синхронно перестраивать три разных контура с перекрытием по частоте 20%, что мягко говоря проблематично.
Схема нового варианта перестройки для получения полного диапазона 88-108 МГц приведена ниже. Шкала практически линейна, используются штатные резисторы настройки. Обоснование выбора номиналов будет в конце, сначала описание изменений. Изменения обозначены на схеме красным.
Все контура должны иметь достаточно близкие параметры (т.к. рабочие частоты близки), иначе сопряжение не получится. Все ёмкости последовательно с варикапами 82пф. Все катушки содержат по 3 витка, их индуктивность без сердечников около 0.07мкгн. Требуемой разницы индуктивностей добиваются при помощи латунного сердечника гетеродинной катушки.
В дополнение нужно несколько уменьшить минимальное напряжение (2 В) на варикапных матрицах, для чего уменьшается сопротивление R1 на плате АМ, кривая ёмкости варикапа сильно нелинейна и на малых напряжениях перестройка максимальна.
С1 L1.1 в оригинале был настроен на 31,5мгц, смысл такой настройки не понятен (оказалось это особенность этого экземпляра, в других стоят сердечники с меньшей проницаемостью). Он перестраивается на 100мгц, его реальная добротность не высока, из-за нагрузки антенной антенной.
Так как добротности контуров меньше, и они будут более нагружены, несколько уменьшится и К усиления. Так же при смотке витков с входного контура он оказывается существенно дальше от катушки связи, изменится трансформация. Для компенсации этих факторов применена емкостная связь между контурами при помощи конденсатора 1 пф, значительно увеличивающая коэф. передачи блока. Прирост усиления даёт и шунтирование R5 конденсатором 130пф, снятого отсюда же.
Переделка блока УКВ-1-03С
Дополнительные конденсаторы устанавливаются со стороны печатных проводников, места там достаточно.
Для отмотки витков катушки демонтировать не нужно.
Проводник идущий от верхнего витка в плату перерезается, снимается кембрик, после отмотки место разреза спаивается. Таким образом отмотка это самое простое при перестройке.
Сложнее отматывать витки снизу L1, всё делается аналогично, но осторожно, чтобы не повредить катушку связи.
Витки закрепляются парафином для исключения микрофонного эффекта.
Настройка переделанного блока укв
Сперва настраивается гетеродин.
R1 на плате АМ устанавливается в крайнее положение против часовой стрелки. С20 в блоке укв устанавливается в минимальное положение и далее в настройке не учавствует. Ручка настройки устанавливается на максимум по шкале.
Блок вставляется в разъём и в контрольной точке "КТ" проверяется частота гетеродина, которая должна составлять 119 мгц, чего добиваются вращением латунного сердечника в L4.
Для настройки сердечников придётся вытаскивать блок из разъёма, предварительно отключив тюнер. В качестве альтернативы можно попробовать вставить блок с обратной стороны платы.
Если чувствительность частотомера не достаточна, для контроля можно и желательно применить генератор с частотой 108 мгц, мощный сигнал которого тюнер будет принимать и с расстроенными контурами (то же касается и мощнейших станций).
После установки верхней частоты гетеродина, нужно установить нижнюю границу диапазона вращением R1 по часовой стрелке. На верхнюю это практически не влияет. На этом самая простая часть окончена, можно приступать к сопряжению контуров.
Настроиться можно и по мощным станциям, но с генератором это гораздо удобней и наглядней.
Как показала практика лучшее сопряжение получается при снятых сердечниках катушек фильтров, чем обеспечивается оптимальное соотношение индуктивностей гетеродинной и фильтровых катушек и синхронная перестройка по диапазону.
Контура настраиваются соответствующими подстроечными конденсаторами в верхней трети диапазона, после чего проверяется отсутствие завала в нижней части. Из-за большого разброса параметров варикапов емкостей подстроечников может и не хватить, тогда параллельно нужно установить добавочные конденсаторы 10пф.
Расчёт
При неизменном номинале одного из элементов (L или С) контура, изменение резонансной частоты будет пропорционально квадрату изменения ёмкости (индуктивности). То есть, чтобы увеличить частоту в два раза, нужно уменьшить ёмкость (индуктивность) в четыре.
Требуемые номиналы можно найти по пропорции:
Спосле =(Сдо х F 2 до) / F 2 после ,
где,
Сдо, после, Fдо, после -- ёмкость и частота до и после перестройки. Емкости можно заменить на индуктивности.
Аналогичным образом находится частота:
Fпосле=√(Fдо 2 х Cдо) / Спосле ,
Я привык делать расчёты в уме, потому просто пересчитываю заведомо известные величины при помощи эмпирически полученных пропорциональных зависимостей.
ХС --> √Х F
ХF --> X 2 C
где Х -- коэффициент пропорциональности, на который нужно изменять параметр, не важно индуктивность или ёмкость и в какую сторону изменения.
Например, при увеличении(уменьшении) ёмкости в 4 раза, частота снизится (повысится) в два: 4С --> √4 F
Чтобы не уменьшать включение варикапов, корректировке в первую очередь подвергаются индуктивности.
Отношение частот 108мгц/74мгц=1,46, значит 1.46 F --> 2,13 L, индуктивность нужно уменьшить в два раза,
Считаем сколько нужно отмотать.
Зависимость индуктивности от числа витков так же квадратичная, но при смотке уменьшается и длина катушки, потому для расчёта проще воспользоваться любым онлайн калькулятором http://coil32.ru/calc/one-layer.html
Конструктивно можно смотать только целое число витков. При смотке двух, индуктивность как раз уменьшится в два раза, что вполне нам подходит.
Секция конденсаторов при этом остаётся той же, а это значит что относительное (в процентах) перекрытие по частоте останется тем же. 66/74=0,89, т.е. 11% от верхней частоты, на фм это будет 12мгц, что лучше 8 мгц конвертера, но не то что нужно. Для фм нужно перекрытие 19% от верхней частоты, чего добиваются уменьшением параллельных конденсаторов и увеличением последовательных конденсаторов варикапов. В в данном блоке требуемый диапазон получается как раз при штатной ёмкости растягивающего конденсатора 82пф.
Для синхронной перестройки важно чтобы кривая изменения ёмкости была одинакова для всех контуров, потому растягивающие конденсаторы последовательно с варикапами должны быть близки по номиналу.
1. Изучение конструкции и параметров блока УКВ
Особенностью УКВ блока радиолы “Мелодия – 101 – стерео”, приводимая в документации схема которого показана на рис. 1, является электронная перестройка всех высокочастотных контуров с помощью варикапных матриц Д1 – Д3 . УКВ блок, включает в себя усилитель ВЧ на транзисторе Т1 , гетеродин на транзисторе Т2 и смеситель на транзисторе Т3 . Выходной сигнал ПЧ снимается с емкостного делителя С21 , С22 и поступает на блок ПЧ – блок У5 . Автоматическая подстройка УКВ блока на принимаемую станцию (АПЧ) производится сигналом рассогласования, поступающим с частотного детектора блока ПЧ через контакты кнопки В9 . Управляющее напряжение на варикапные матрицы поступает с блока настройки УКВ – блока У4 .
Напряжение питания +5 В поступает с блока питания – блок У10.
В таблице ниже приведены сведения о катушках индуктивностей, взятые из технической документации:
Катушка L1 намотана виток к витку на одном каркасе с L2 . Каркас из органического стекла с канавкой для намотки L2 диаметром 6 мм, сердечник из феррита марки 13ВЧ-1. На таких же каркасах намотаны катушки L3 и L4 . Сердечник катушки L4 латунный. Катушка ФПЧ L5 намотана на гладком каркасе диаметром 6,5 мм, с подстроечным сердечником из феррита 100НН диаметром 2,86 мм, длиной 12 мм. Схемы катушек приведены на рис.2.
Рис. 2 Схемы катушек блока УКВ-6С (У1) радиол “Мелодия – 101 - стерео” и “Мелодия – 102”
Перед тем как приступить к переделке блока, учитывая, что предприятия часто вводят существенные изменения в выпускаемую продукцию, полезно провести изучение переделываемого блока.
На изучаемом блоке УКВ была нанесена маркировка УКВ-1-1С. Его схема несколько отличается от приведенной в технической документации и выглядит так, как это показано на рис. 3.
Рис. 3 Принципиальная электрическая схема блока УКВ-1-1C радиолы “Мелодия – 101 - стерео”
В блоке отсутствует конденсатор C 1 , не совпадают номиналы емкостей конденсаторов C 2 , C 3 , С9 , C 11 , С15 , С16 , C 6 , C 8 , С14 , установлен дополнительный конденсатор С24 .
При определении номинальных значений емкостей конденсаторов УКВ блока, использовалась представленная на рис. 4 цветовая маркировка конденсаторов.
Рис. 4 Цветовая маркировка конденсаторов
Отличается от приведенного в документации и шаг намотки катушек L2 , L3 и L4 блока УКВ-1-1С и составляет 1,5 мм.
Теперь обратим внимание на варикапы. Измерения показали, что управляющее напряжение варикапов изменяется в пределах от 1,9 В в нижней части диапазона, до 10,2 В в средине диапазона и до 20,9 В в верхней части диапазона. При изменении напряжения в этих пределах, емкость матрицы варикапов изменяется примерно от C varl = 42/2 = 21 пФ в нижней части диапазона, до C varm = 22/2 = 11 пФ в средине диапазона и до C varh = 18/2 = 9 пФ в верхней части диапазона (см. график зависимости на рис. 5).
В соответствии со справочными данными коэффициент перекрытия по емкости для КВС111, не менее 2,1. Реальный коэффициент перекрытия по емкости составляет
.
Обеспечиваемый коэффициент перекрытия по частоте
.
2. Определение емкостей пединговых конденсаторов
Пединговыми (сжимающими диапазон) конденсаторами являются конденсаторы C5 , C11 и C14 . Необходимость пединговых конденсаторов можно определить, сравнив обеспечиваемый коэффициент перекрытия по частоте с требуемым. Требуемый коэффициент перекрытия диапазона с учетом запаса по частоте в 0,5 МГц по его краям можно определить по:
,
где f h – верхняя частота диапазона УКВ-2 (108 МГц); f l – нижняя частота диапазона УКВ-2 (87,5 МГц). Подставив необходимые значения в выражение выше получим:
.
Обеспечиваемый коэффициент перекрытия по частоте больше требуемого коэффициента перекрытия диапазона всего в
.
раза, это говорит о том, что пединговые конденсаторы должны либо отсутствовать, либо их емкость должна быть очень большой.
Чтобы избежать значительных переделок в блоке, примем вариант с пединговыми конденсаторами, значение емкости которых возьмем равным 10 нФ.
3. Определение числа витков катушек
Согласно формуле Томпсона частота резонанса электрического колебательного контура определяется как
.
Найдем отношение центральной частоты диапазона УКВ-2 к центральной частоте диапазона УКВ-1, записав это отношение через формулу Томпсона, при условии, что емкость контура остается неизменной и контур перестраивается лишь индуктивностью:
.
Учитывая, что индуктивность однослойной катушки (сплошная намотка и намотка с шагом), мкГн, определяется как
,
где µ с – действующая магнитная проницаемость сердечника, D cp – средний диаметр обмотки, мм; s - шаг намотки, мм; w - число витков, можно записать:
,
.
После алгебраических преобразований получаем квадратное уравнение:
При f УКВ1 = 70 МГц, f УКВ2 = 98 МГц, D ср = 6 мм, s =1,5 мм и для w УКВ1 L 2 = 4,25 витка (см. таблицу выше), это уравнение будет записано как:
w УКВ2 L 2 = 2,58 витка.
Аналогичный вид уравнение будет иметь и для w УКВ1 L 3 = 4,25 витка (см. таблицу выше):
Положительным решением этого уравнения будет w УКВ2 L 3 = 2,58 витка.
Для катушки гетеродина, с учетом того, что частота ПЧ равна 10,7 МГц, а, следовательно, f УКВ1Г = 80,7 МГц и f УКВ2Г = 108,7 МГц, и при w УКВ1 L 4 = 6,25 витка (см. таблицу выше), уравнение будет иметь вид:
Положительным решением этого уравнения будет w УКВ2 L 4 = 3,901 витка.
Проделанный расчет показывает, что число витков каждой из катушек следует соответствующим образом уменьшить. Будем уменьшать число витков катушек так, чтобы попасть в те же самые отверстия для выводов каркасов катушек. У катушки L2 отмотаем один виток сверху. У катушки L3 отмотаем один виток снизу. У катушки L4 отмотаем два витка сверху.
Найдем теперь, во сколько раз индуктивность переделанных катушек отличается от требуемой индуктивности. Для этого возьмем отношение индуктивности переделанной катушки к индуктивности катушки с расчетным значением числа витков
.
Тогда, для катушки L 2 :
.
Для катушки L 3 :
.
Для катушки L 4 :
.
Таким образом, для устранения разницы произведения L ·C для контуров до переделки катушек и после переделки катушек, общая емкость конденсаторов подключенных к катушке L 2 должна быть уменьшена в 1,375 раза, в это же число раз, должна быть уменьшена и общая емкость конденсаторов подключенных к катушке L 3 , а общая емкость конденсаторов подключенных к катушке L 4 должна быть уменьшена в 1,118 раза.
4. Определение значения емкости, на которую необходимо уменьшить емкость конденсаторов колебательных контуров
Найдем общую емкость конденсаторов подключенных к катушкам колебательных контуров в соответствии со схемой их соединения и с учетом того, что контуры настроены на центральную частоту диапазона.
Для входного контура
.
Для контура УРЧ
.
Для контура гетеродина
.
Оценим значение емкости, на которую необходимо уменьшить общую емкость конденсаторов подключенных к катушкам колебательных контуров.
Для входного контура
Для контура УРЧ
Для контура гетеродина
Проделанные выше расчеты позволяют сформировать окончательную схему блока для диапазона УКВ-2, представленную на рис. 6. В схеме удалены конденсаторы C3 и C24 , конденсаторы C5 , C11 и C14 заменены на конденсаторы с емкостью 10 нФ. Конденсатор C8 заменен на конденсатор емкостью 1,5 пФ, а конденсатор C15 на конденсатор емкостью 4,7 пФ.
Рис. 6 Принципиальная электрическая схема блока УКВ-1-1C радиолы “Мелодия – 101 - стерео” для диапазона УКВ-2
5. Настройка гетеродина и входной цепи
При настройке контуров полезно применять специальную отвертку из изоляционного материала наподобие той, что показана на рис. 7. Для изготовления отвертки пригоден стержень из любого, поддающегося обработке изоляционного материала (в том числе и дерева). В таком стержне (с одного из торцов) делается пропил, в который вставляется и приклеивается клеем небольшая пластинка из латуни или бронзы, заточенная с одной из своих сторон так, как затачивают отвертку.
Рис.7 Отвертка для настройки контуров
Перед настройкой следует проверить и установить рекомендуемые в технической документации значения управляющего напряжения варикапов, а именно, в нижней части диапазона 1,6 В, а в верхней части диапазона 22 В.
Настройка гетеродина и входной цепи выполняется при полностью собранном блоке. Настройка является трудоемкой операцией и требует особого внимания.
Настройку начинают с проверки работы гетеродина. При исправном гетеродине возможен прием мощных радиостанций даже при значительной расстройке входной цепи блока УКВ. Убедившись в нормальной работе гетеродина, приступают к укладке граничных частот гетеродина. Укладку диапазона обычно делают с небольшим запасом, учитывая возможное изменение параметров контура гетеродина с ростом температуры и влажности окружающей среды.
Перед выполнением настройки конденсатор C 14 контура гетеродина настраиваемого приемника устанавливают в положение минимальной емкости. Для сопряжения входных и гетеродинных контуров при отсутствии специальной аппаратуры используется вспомогательный приемник и сигнал принимаемой радиостанции. Вспомогательный приемник настраивается на принимаемую настраиваемым приемником по возможности в наиболее высокочастотной части диапазона радиостанцию. Вращая подстроечный сердечник катушки L4 контура гетеродина настраиваемого приемника и его ручку настройки, ориентируясь на вспомогательный приемник и стрелочный индикатор настраиваемого приемника, добиваются установки указателя верньера в соответствующее место шкалы.
Затем приемники настраиваются на принимаемую настраиваемым приемником по возможности в наиболее низкочастотной части диапазона радиостанцию. Поочередным вращением ротора подстроечного выравнивающего конденсатора C14 контура гетеродина и его ручки настройки, ориентируясь на вспомогательный приемник и стрелочный индикатор настраиваемого приемника, добиваются установки указателя верньера в соответствующее место шкалы. Эти операции повторяют несколько раз, пока не получат точной укладки диапазона гетеродина. После этого переходят к настройке контура УВЧ, а затем входного контура.
- низкочастотного участка диапазона, и вращением сердечника катушки настраиваемого контура добиться максимального отклонения стрелочного индикатора настраиваемого приемника (максимальной громкости приема).
- Настроить приемник по возможности на наиболее слабую станцию, работающую в средине высокочастотного участка диапазона, и вращением ротора подстроечного выравнивающего конденсатора настраиваемого контура добиться максимального отклонения стрелочного индикатора настраиваемого приемника (максимальной громкости приема).
- Вновь настроиться на станцию, работающую в средине низкочастотного участка диапазона, и произвести подстройку вращением сердечника катушки настраиваемого контура на максимальное отклонение стрелочного индикатора (максимальную громкость).
Операции настройки на низкочастотном и высокочастотном участках диапазона повторяют несколько раз до получения точного сопряжения.
Настройка входного контура производится в области средней частоты диапазона.
Во всех описанных выше случаях настройки точность сопряжения проверяют с помощью индикаторной палочки, показанной на рис. 8. Такая палочка может быть выточена из эбонита или другого изоляционного материала. Для этой цели можно использовать также бумажную трубочку или небольшой кусок кембрика.
Рис.8 Палочка для проверки правильности настройки контуров
Попеременно поднося к настраиваемой катушке сердечники из феррита и латуни (или меди) наблюдают за изменением громкости (стрелочного индикатора). Если сопряжение выполнено правильно, в обоих случаях громкость должна уменьшаться.
Если при поднесении феррита к катушке контура громкость увеличивается, то это означает, что индуктивность катушки мала. Если при поднесении латуни к катушке контура громкость увеличивается, то это означает, что индуктивность катушки велика.
В результате настройки сердечники из катушек L2 и L3 были удалены. Подстроечный конденсатор C2 выставлен на максимальное значение, подстроечный конденсатор C9 выставлен на минимальное значение.
6. Установка стереодекодера с пилот тоном
В диапазоне УКВ-1 стереофоническое вещание ведется с использованием полярно-модулированного сигнала. В диапазоне УКВ-2 для стереофонического вещания используется система комплексного стерео сигнала (КСС) с пилот-тоном. Соответственно для того чтобы на радиоприемнике с перестроенным УКВ блоком можно было прослушивать передачи в стереофоническом режиме, необходима замена стереодекодера.
Наилучшим образом для замены подходит стереодекодер на микросхеме A 4510 D, схема которого показана на рис. 9. Отличительной особенностью этой микросхемы является широкий диапазон напряжения питания от 5 В до 15 В, что позволяет осуществить замену стереодекодера без каких-либо переделок.
Рис. 9 Принципиальная электрическая схема стереодекодера с пилот-тоном на микросхеме A 4510 D
Настройка стереодекодера проста и сводится к повороту ротора-движка подстроечного резистора номиналом 4,7 кОм до тех пор, пока при приеме стереосигнала не будет достигнуто резкое устойчивое увеличение яркости свечения подключенного своим катодом к выводу 18 микросхемы A 4510 D светодиода. Следует обратить внимание на то, что номинальный ток светодиода составляет 20 мА, а диэлектрик подключенного к выводу 2 микросхемы A 4510 D конденсатора емкостью 330 пФ должен быть из полистирола.
Если уровень входного сигнала стереодекодера окажется несколько большим, чем требуется, а это будет заметно на слух по нелинейным искажениям, необходимо уменьшить коэффициент усиления по напряжению расположенного в блоке ПЧ предварительного УНЧ. Фрагмент схемы блока ПЧ с предварительным УНЧ, собранным на транзисторе T 6 показан на рис. 10.
Рис. 10 Фрагмент принципиальной электрическая схемы усилителя ПЧ-АМ-ЧМ (У5) радиолы “Мелодия – 101 - стерео”
Уменьшать коэффициент усиления УНЧ, нужно таким образом, чтобы не нарушать режим работы каскада по постоянному току. Этого добиваются такими изменениями значений сопротивлений резисторов R 50 и R 51 , которые не приводят к значительному изменению их первоначального суммарного сопротивления. В рассматриваемом случае эти резисторы были заменены на резисторы R 50 с номиналом 1,6 кОм и R 51 с номиналом 2,7 кОм.
Литература
- В. Папуш “Мелодия – 101 – стерео” // Радио. 1976. №4. с. 31-35.
- Ю.П. Алексеев Блоки УКВ на лампах и транзисторах // Москва: “Энергия”, 1972 - 73с.
- В. Поляков Стереофоническая система радиовещания с пилот-тоном // Радио. 1992. №4. с. 30-35.
М.В. Агунов, г. Санкт-Петербург
Здравствуйте друзья. С помощью данного передатчика можно легко передать стерео сигнал со смартфона на автомагнитолу с FM приемником. Данный стерео передатчик очень прост в изготовлении, он построен на одной специализированной микросхеме BA1404. В эту микросхему уже включен стерео усилитель звуковой частоты, мультиплексор, генератор поднесущей частоты, генератор несущей частоты, усилитель радиочастоты. Напряжение питания данной микросхемы 1-2В, потребление тока до 5 мА. Катушки L1 и L2 намотаны проводом ПЭВ-2 диаметром 0,5 мм. на оправке диаметром 3 мм. и содержат 4 витка. Схема устройства показан на Рисунке 1 .
Рисунок 1- принципиальная схема стерео передатчика на BA1404
Устройство собирается на одностороннем стеклотекстолите размером 35х50 мм. Печатная плата показана на Рисунке 2.
Рисунок 2 — печатная плата стерео усилителя на микросхема BA1404
Радио элементы и аналоги
Транзистор VT1 КТ368 можно использовать с любым буквенным индексом, также подойдет транзистор КТ399
Подстроечный конденсатор С14 — CTC-05-10RA, керамические конденсаторы K10-17 или аналогичные импортные, например CL0805.
Резисторы обычные МЛТ или аналогичные импортные.
Налаживание и настройка устройства
В первую очередь передатчик следует настроить на частоту свободную от радиостанций. Помните, что создание помех радиостанциям наказуемо. Советую почитать Федеральный закон о связи №126-ФЗ от 07.07.2003г. За работу передатчика на определенной частоте отвечает контур C13, C14 и L1. Путем подстройки конденсатора С14 и увеличения-уменьшения расстояния между витками катушки L1 можно добиться работы передатчика на нужной нам частоте. Контур С20, С21 и L2 отвечают за согласование устройства с антенной. Для настройки согласования можно использовать индикатор напряженности поля, если его нет то приемник следует отдалить и настраивать на слух, путем увеличения или уменьшения расстояния между витками катушки L2. Антенну желательно использовать длиной, равной четверти длины волны. Также можно использовать антенны и меньшего размера, но дальность связи уменьшится.
Список литературы
На этом все. Если у Вас есть замечания или предложения по данной статье, прошу написать администратору сайта.
УКВ передатчик / стерео ГСС может работать в двух УКВ диапазонах в стерео режимах как по системе с пилот-тоном так и с полярной модуляцией. Хорошо подходит для проверки качества ЧМ трактов приёмников, настройки стерео декодеров, ЧМ детекторов, УКВ блоков, да и просто погонять любимое музло в эфире:) В качестве использования девайса в качестве передатчика, напряжение питания +24 Вольта (усилитель мощности), +12 и -12 Вольт (остальные блоки), номинальная выходная мощность ~ 8 Вт. В качестве использования девайса в качестве ГСС усилитель мощности и, соответственно, источник питания +24 Вольта не используются. Краткие характеристики: По блоку возбудителя с ЧМ: Номинальная девиация частоты 50/75 кГц; Коэффициент гармоник измеренный при помощи радио тракта с линейным демодулятором в диапазоне частот КСС с выключенной частотной коррекцией: ~ 0.03%; Соотношение сигнал/шум при номинальной девиации, с включённой коррекцией на входе модулятора и компенсаторе коррекции на выходе демодулятора и включённой системой ФАПЧ в моно режиме ~ 95 дБ; Неравномерность выходного напряжения ВЧ блока в диапазоне 87 -108 МГц не более 0.5 дБ, в диапазоне 64 -108 МГц не более 2 дБ (можно настроить лучше, просто забил на это). По стерео модуляторам: Коэффициент гармоник не более 0.05%; Сигнал/шум более 100 дБ; Разделение стерео каналов для обоих стерео модуляторов более 55 дБ; Подавление поднесущей в стерео модуляторе с пилот-тоном около 50 дБ; Уровни гармоник на выходах стерео модуляторов по разностному сигналу для обоих модуляторов и пилот тону для модулятора с пилот тоном ~ - 50 дБ. По блоку фильтров и коррекции: Диапазон частот: 5 -15000 Гц; Подавление на частоте 19 кГц: -70 дБ. Коэффициент гармоник не более 0.05%. Коррекция пред искажений 50 мкС.
Возбудитель.
Возбудитель выполнен по схеме с делением частоты задающего генератора. Такой подход полностью исключает наводки на генератор с усилительных каскадов и фидера, так как генератор и каскады усиления работают на разных частотах. Такой подход аналогичен схемам с умножением частоты, но лучше в плане того, что при делении так же и снижаются шумы пропорционально коэффициенту деления, в отличии от умножения где наоборот, пропорционально умножению частоты шумы так же возрастают. Генератор состоит из собственно генератора ВЧ на транзисторе VT2, широкополосного УВЧ на транзисторе VT3, который необходим для нормальной работы делителя частоты, собственно делителя частоты DD1, широкополосного УВЧ на транзисторах VT5,VT6 и буферного усилителя контроля ВЧ на транзисторе VT4. На транзисторе VT1 выполнен узел формирования полярности напряжения настройки.
Конструкция возбудителя:
Возбудитель собран на двухслойной печатной плате. Верхний слой экранирующий. Между общим проводом со стороны элементов и экранирующим слоем установлены перемычки, либо металлизированные отверстия (пистоны) - это зависит от метода изготовления ПП.
Резисторы и конденсаторы поверхностного монтажа типоразмера 1206 либо 0805. Конденсаторы NP0 и X7R. Электролитические конденсаторы танталовые типа D. Транзисторы и диоды согласно даташитам на них. Данные катушек индуктивности указаны на схеме.
Настройка:
Перед первым включением необходимо проверить плату на отсутствие ошибок в монтаже. Схема из исправных деталей и собранная по рекомендациям запускается сразу. Настройка лишь может потребоваться в установках напряжений управления с выхода синтезатора частоты таким образом, чтобы в рабочем диапазоне частот генератор перестраивался на линейном участке ВФХ варикапов. Эта настройка производиться более точным подбором длины коаксиальной линии L3.
Стереомодулятор.
Стерео модулятор практически заимствован с сайта pira.cz. Внесены некоторые доработки.
Схема стерео модулятора
В отличии от оригинала, схема улучшена. Выброшены родные фильтры и цепь пред искажений, по причине плохой их работы, добавлено питание отрицательной полярности на мультиплексоры, так как в оригинале с однополярным питанием возникали сильные нелинейные искажения по одной полуволне КСС по выходам мультиплексоров по причине асимметрии, так как на входах ключей установлены ограничительные диоды. В оригинале на один из диодов было подано отпирающее напряжение, а на второй нет и в следствии по одной полуволне шло ограничение данным диодом. Это сильно сказывалось на качестве и динамике кодера. Подача отрицательного напряжения решило эту проблему. Так же, в общем, двух полярное питание всех схем позволило исключить гальваническую развязку между каскадами, особенн это дало плюс в цепи КСС между выходом кодера и входом ЧМ модулятора, где разделительный конденсатор вносил фазовые искажения, ухудшая стерео разделение на низких частотах и увеличивал нелинейные искажения, особенно по надтональной части КСС. Единственную гальваническую развязку пришлось установить на входе мультиплесоров, так как даже небольшой дрейф нуля на выходе ОУ мог нарушить симметрию КСС. Но довольно большие ёмкости разделительных конденсаторов и относительно высокое входное сопротивление модуляторов КСС не создало никаких проблем. В реале ёмкости С1 и С2 можно увеличить до 1000 мкФ. Но конденсаторы должны быть высококачественными с возможно малой утечкой. Если применять малые ёмкости на месте С1 и С2, то ухудшится разделение стерео каналов на низких частотах. Так же введена возможность небольшой коректировки частоты кварцевого резонатора путём введения в схему подстроечного конденсатора С4. На ОУ ОР1 собран входной буферный каскад, который развязывает вход кодера со входом модуляторов, которым необходимо низкое сопротивление источника сигнала для получения максимального подавления поднесущей частоты, продуктов дискретизации и максимального разделения стерео каналов. На контроллере DD1 и мультиплексорах DD2 и DD3 собственно собран сам кодер. На ОУ ОР2 собран выходной буфер с мощным эмиттерным повторителем, который реализован для нормальной работы стерео модулятора на низкое входное сопротивление частотного модулятора, которое составляет 51 Ом.
Монтаж стерео модулятора выполнен на двухслойной печатной плате. Верхний слой, как и в возбудителе экранирующий. Под ДИП элементы, выводы которых не соединены с общим проводом со стороны экранной фольги сделано зенкование отверстий. В некоторых местах платы установлены перемычки с общего провода со стороны элементов на экранный слой.
Резисторы и конденсаторы поверхностного монтажа типоразмера 1206. Резисторы в формирователях пилот-сигнала и подавленной поднесущей с допуском 1%. Конденсаторы NP0 и X7R. Конденсатор С5 танталовый, тип D.
Стабилизатор 7905 в корпусе ТО-92, 7805 в корпусе ТО-220. Микроконтроллер PIC18F1320 в корпусе SO18. мультиплексоры 74РС4053 в корпусе SO16. ОУ NE5532 и NE5534 – SO8.
Настройка:
Настройка стерео модулятора, если детали исправны и монтаж без ошибок заключается только в установке уровня пилот-сигнала по уровню 10% от общей девиации ЧМ при подключении к возбудителю. Так же может потребоваться корректировка частоты опорного генератора микроконтроллера конденсатором С4. Прошивка микроконтроллера может осуществляться при уже впаянной микросхеме в плату, но без установленного кварцевого резонатора, его ёмкостной нагрузки и некоторых резисторов (см. схему) путём подпайки проводков к соответствующим выводам контроллера от программатора. Стерео модулятор системы с полярной модуляцией описан здесь
Усилитель мощности.
Усилитель мощности двухкаскадный.
Первый каскад на транзисторе T1 предварительный, обеспечивает раскачку второго каскада на транзисторе Т4 для получения требуемой выходной мощности. Транзисторы Т2 и Т3 - цепи подачи смещения. Рабочие точки транзисторов стабилизированы интегральными стабилизаторами VR1, VR2. В остальном схема стандартная.
Монтаж усилителя выполнен на двухслойной печатной плате. Нижний слой платы экранирующий. Между общим проводом со стороны элементов и экранирующим слоем установлены перемычки (пистоны).
Резисторы и конденсаторы поверхностного монтажа типоразмера 1206. Конденсаторы NP0 и X7R. С27 установлен на входе питания усилителя.
L1,L4 – 4 витка провода 0.8 мм на оправке 4.5 мм;
L2 - 18 витков провода 0.8 мм на оправке 3 мм;
L5 - 10 витков провода 0.8 мм на оправке 3 мм;
L7 - 7 витков провода 0.8 мм на оправке 4.5 мм;
L3, L6 – дроссели 2-5 мкГн. L3 на ток не менее 300мА, L6 на ток не менее 1А;
Подстроечные коденсаторы КПК-М или аналогичные импортные.
Настройка:
Перед включением необходимо проверить монтаж на наличие ошибок. Так же необходимо установить движки резисторов R3 R7 в крайнее правое положение согласно схеме. После включения, без подачи внешнего возбуждения, включаем в разрыв плюсовой шиноы и дросселем L3 миллиамперметр и движком резистора R3 устанавливаем ток покоя Т1 равным 50 мА. Такую же операцию повторяем включив миллиамперметр в разрыв плюсовой шины и дросселем L6. Резистором R7 выставляем ток покоя Т4 равным 50 мА. Подключаем внешнее возбуждение, устанавливаем нужную рабочую частоту на возбудителе и сначала конденсаторами С1 С2 затем C11 C12 настраиваем усилитель на рабочую частоту. В самом конце настраиваем ВКС конденсаторами С23 С24 на нагрузке по максимальной мощности на соответствующей нагрузке 50 либо 75 Ом.
Синтезатор частоты.
Синтезатор частоты выполнен по традиционной схеме на микроконтроллере PIC16F627(A) и собственно синтезаторе TSA5511.
Монтаж:
Синтезатор выполнен на двухслойной печатной плате. Выводы ДИП элементов, которые соединены с общим проводом пропаяны с двух сторон печати. Индикатор соединён с платой при помощи жгута из проводов МГТФ либо ленточного жгута. Соединения по входу и выходу контроля с платой возбудителя выполнены коаксиальным кабелем RG174. Микросхемы контроллера и синтезатора установлены в колодки на плате.
Резисторы и конденсаторы поверхностного монтажа типоразмера 1206. Стабилизатор 7805 в корпусе ТО-220. Конденсаторы поверхностного монтажа X7R подстроечный конденсатор С9 желателен с воздушным диэлектриком, но возможно применение КПК-М и подобных импортных.
Настройка:
Перед первым включением плату необходимо проверит на наличие ошибок. После прошивки и установки контроллера в плату схема сразу начинает работать. Настройка может заключаться в корректирвке частоты кварца конденсатором С9 и установки режима петли ФАПЧ резистором R2 по максимальной стабильности частоты и минимальным фазовым искажениям на низких частотах модуляции (максимальному стерео разделению на низких частотах при тесте передатчика). Возможен подбор С5.
Блок фильтров и предискажений.
Блок фильтров выполнен на основе гираторов.
Блок фильтров и предискажений состоит из входного согласующего буферного каскада на ОУ ОР1, частотно зависимых фильтров на ОУ ОР2 и ОР3, буферного согласующего усилителя на половине ОУ ОР4-1, цепи предискажений на элементах С9R20R21 и компенсирующего потери в цепи предискажений усилителя на половине ОУ ОР4-2.
Монтаж блока выполнен на двухслойной печатной плате. Один слой экранирующий.
Резисторы и керамические конденсаторы типоразмера 1206. Конденсаторы Х7R. В схемах частотно зависимых фильтров и в схеме предискажений допуск резисторов и конденсаторов не более 1%. Операционные усилители в корпусах SO8. электролитические конденсаторы по питанию ОУ алюминиевые ECAP SMD.
Настройка:
При правильном монтаже настройка блока не требуется. Единственное, возможно, придётся настроить при помощи подбора R7 максимальную режекцию фильтра на частоте 19 кГц (зависит от разброса параметров микросхем).
Блок питания.
Блок питания передатчика должен выдавать напряжения +24 Вольта с номинальным током 1 А и двух полярное напряжение +-12 Вольт с номинальным током нагрузки 300 мА. В блоке питания можно применить интегральные стабилизаторы на напряжения 12 Вольт, транзисторный стабилизатор на +24 Вольта. Так же, что лучше, на напряжения 12 Вольт тоже применить транзисторные стабилизаторы.
Файлы и прошивки.
Файлы печатных плат:
Возбудитель: Плата под варикапы в корпусе ТО-92 (MV209)
