Принципиальная схема самодельного громкоговорящего УКВ радиоприемника на двух транзисторах КТ315. До недавнего времени УКВ ЧМ радиостанции прослушивали исключительно с помощью супергетеродинных приемников. Причем и радиолюбители использовали традиционные промышленные схемотехнические решения , реализация которых в любительских условиях требовала сложной измерительной аппаратуры и трудоемкой настройки.
В последнее десятилетие стали появляться приемники прямого преобразования, в которых спектр сигнала переносится непосредственно в диапазон звуковых частот, где и достигается основное усиление. Необходимая избирательность обеспечивается с помощью простых фильтров нижиих частот (ФНЧ).
Вначале приемники прямого преобразования завоевали признание в любительской радиосвязи, а затем стали применяться и для УКВ ЧМ диапазона благодаря использованию в иих синхронного детектора, обладающего достаточной избирательностью, чувствительностью и помехоустойчивостью .
Сущность синхронного детектирования ЧМ сигналов заключается в управлении детектором с помощью вспомогательного напряжения, частота которого равна-частоте сигнала, но сдвинутого по фазе на 90°. В большинстве случаев такое напряжение вырабатывается гетеродином, входящим в состав системы фазовой автоподстройки частоты - ФАПЧ .
Структурная схема приемника
Структурная схема УКВ ЧМ. приемника прямого преобразования с синхронным детектором и ФАПЧ представлена на рис. 1. Принятые антенной WA1 колебания радиочастоты fp поступают на полосовой фильтр предварительной селекции Z1, выделяющий полезные сигналы и ослабляющий помехи. Прошедший через фильтр сигнал Uc частотой fc подается на фазовый детектор (ФД) U1, к которому подводятся также колебания частотой fr от перестраиваемого гетеродина G1, При
произвольных значениях частот гетеродина и сигнала фазовый детектор работает как обычный смеситель, и на его выходе появляются колебания разностной частоты f= |fг-fс|. При равенстве же частот гетеродина и сигнала выходное напряжение фазового детектора пропорционально разности фаз колебаний гетеродина и сигнала фг-фс.
Выход фазового детектора через ФНЧ Z2 соединен со входом усилителя постоянного тока (УПТ) А1, а выход последнего - с управляющим элементом Е1, изменяющим частоту гетеродина, а также с ФНЧ Z3. Далее следует усилитель звуковой частоты (УЗЧ) А2, нагруженный на динамическую головку ВА1.
Рис. 1. Структурная схема УКВ ЧМ приемника.
В зависимости от первоначально установленной частоты гетеродина и вида поступающего сигнала возможны несколько режимов работы приемника.
При значительной расстройке гетеродина относительно сигнала разностная частота оказывается выше частоты среза. ФНЧ Z2, колебания не поступают на вход УПТ - на выходе его нет управляющего напряжения.
При перестройке гетеродина на частоту, близкую к частота сигнала, приходит в действие система ФАПЧ. Колебания разностной частоты проходят через ФНЧ Z2 и усиливаются УПТ, на выхода которого появляется управляющее напряжение.
Оно приложено к управляющему элементу Е1, который изменяет частоту гетеродина, приближая ее к частоте сигнала,- происходит синхронизация колебаний гетеродина принимаемым сигналом. Максимальная начальная расстройка |fг - fс|, при которой еще возможна синхронизация, называется полосой захвата системы ФАПЧ. В результате синхронизации устанавливается точное равенство частот гетеродина н сигнала и разность фаз («90°) при определенном значении управляющего напряжения.
Описанные явления развиваются быстро, и нарастание управляющего напряжения происходит скачком. Некоторые частотные составляющие скачка проходят через ФНЧ Z3, усиливаются и воспроизводятся динамической головкой в виде щелчка. Этот звук служит признаком настройки приемника на немодулированный сигнал, например, в паузе модуляции радиостанции.
Если же сигнал модулирован по частоте, полоса захвата как бы расширяется, что облегчает настройку на радиостанцию. Мгновенная разность фаз сигналов гетеродина и сигнала изменяется с частотой модуляции, управляющее напряжение на выходе УПТ колеблется, и управляющий элемент вынуждает частоту гетеродина следовать за изменениями частоты сигнала. При этом колебания управляющего напряжения, соответствующие закону модуляции сигнала, проходят через ФНЧ Z3, напряжение звуковой частоты усиливается и воспроизводится динамической головкой.
Вообще приемник может работать и без ФНЧ Z3, ио благодаря ему несколько ослабляются шумы и возможные интерференционные помехи от других станций с близкими частотами, а также устраняется избыток высокочастотных составляющих звука.
Приемник с ФАПЧ малочувствителен к AM сигналам, например гармоникам вещательных КВ радиостанций. При сильных помехах AM подавляется ие полностью и может слабо прослушиваться в паузах ЧМ передачи.
Переход на прием другой ЧМ станции происходит довольно своеобразно. Если, с целью перестройки, изменять емкость или индуктивность контура гетеродина, то вначале его частота продолжает оставаться равной частоте принимаемого сигнала в результате действия ФАПЧ при нарастании постоянной составляющей управляющего напряжения. Имеет место так называемое удержание частоты гетеродина, прн котором прием продолжается, хотя и могут возникнуть искажения звука из-за появления асимметрии переменной составляющей управляющего напряжения.
Однако пределы действия ФАПЧ ограничены характеристиками УПТ и управляющего элемента. Поэтому прн некотором критическом значении управляющего напряжения автоподстройка нарушается, синхронизация гетеродина срывается, и его частота скачком изменяется до нового значения fr. Управляющее напряжение падает до нуля, н прием прекращается со щелчком.
Разность частот |fr"-fr| называется полосой удержания системы ФАПЧ. Она всегда больше полосы захвата, однако не должна быть слишком широкой, чтобы не препятствовать нормальной настройке приемника на другие станции. Настройка осуществляется дальнейшим изменением емкости или индуктивности контура гетеродина вплоть до его синхронизации частотой очередной станции.
Если же полоса удержания будет чрезмерно велика, возможны «перескоки» настройки с одной станции на другую.
Таким образом, специфической частью УКВ ЧМ приемника, представленного структурной схемой, является выделенный штрихпунктирным прямоугольником синхронный частотный детектор с ФАПЧ, который содержит замкнутую петлю автоматического регулирования U1Z2A1E1G1U1. На первый взгляд такой приемник представляется довольно сложным, причем большая часть его каскадов приходится на частотный детектор с ФАПЧ. Однако он может быть собран всего на одной-двух микросхемах средней степени интеграции и нескольких дискретных элементах .
Принципиальная схема
Возможен и более простой приемник, который можно собрать по схеме, приведенной на рис. 2. Его основой является предложенный А. Захаровым Г21 синхронный фазовый детектор, в котором синхронизация гетеродина прямым захватом сочетается с упрощенной системой ФАПЧ.
Каскад на транзисторе VT1 одновременно выполняет функции преобразователя спектра сигнала в область звуковых частот, перестраиваемого гетеродина, синхронизатора, УПЧ, ФНЧ, управляющего элемента и предварительного усилителя ЗЧ. Кроме того, обеспечивается независимость выходного напряжения ЗЧ от уровня входных ЧМ сигналов, что эквивалентно действию АРУ, осуществляется подавление AM и импульсных помех.
Рис. 2. Принципиальная схема УКВ ЧМ приемника на транзисторах КТ315.
Достоинством данного синхронного детектора является также преобразование на второй гармонике гетеродина, генерирующего частоту вдвое меньшую частоты сигнала. Благодаря этому достигается более устойчивая работа многофункционального каскада и предотвращается возможность помех другим приемникам от излучения гетеродина.
Напряжение радиочастоты, наведенное в штыревой антенне WA1, поступает через конденсатор связи С1 на входной контур L1C2, настроений на среднюю частоту вещательного УКВ ЧМ диапазона и имеющий достаточно широкую полосу пропускания. Выделенный контуром сигнал подается через конденсаторы С3, С4 на базу транзистора VТ1, работающего как преобразователь частоты с включением по схеме ОЭ и нагруженного цепью R3C9.
В гетеродине приемника транзистор VT1 включен по схеме ОБ, поскольку база соединена с общим проводом через конденсаторы С3, С4 и часть катушки L1, представляющую для генерируемых частот малое сопротивление. Контур гетеродина L2C6 настраивается конденсатором переменной емкости С6 на половину частоты сигнала.
Самовозбуждение обеспечивается положительной обратной связью через конденсатор С8. Дополнительная связь через последовательный контур L3C7, настроенный на среднюю частоту диапазона, увеличивает амплитуду второй гармоники гетеродина в цепи коллектора транзистора VT1 (благодаря этому повышается чувствительность приемника).
Гетеродин синхронизируется прямым захватом на второй гармонике, так как ток коллектора транзистора VТІ содержит составляющую с частотой сигнала, которая протекает через контур L2C6. Он представляет для нее емкостное сопротивление, а для колебаний гетеродина - активное, благодаря чему напряжение сигнала отстает по фазе на 90° от напряжения гетеродина. Это создает условия для синхронного детектирования ЧМ сигнала и подавления AM помех.
Коллекторный и эмиттерный переходы транзистора VТ1 выполняют функции ключевых элементов синхронного детектора, выходное напряжение которого выделяется на резисторе R2. Относительно него транзистор является УПТ (и предварительным усилителем ЗЧ) с включением по схеме ОБ, так как постоянное напряжение на базе фиксируется током резистора R1, а для напряжения ЗЧ база соединена с общим проводом через конденсаторы С3, С4 и часть катушки L1. Усиление такого каскада приблизительно равно отношению сопротивлений резисторов в цепях коллектора и эмиттера (в данном случае примерно 20), причем цепь R3C9 представляет собой простейший ФНЧ, ослабляющий высокочастотные составляющие напряжения.
Усиленное до нескольких десятков милливольт напряжение, выделяющееся на резисторе R3, оказывается приложенным к коллекторному переходу транзистора VТ1 и изменяет его Динамическую емкость - она подключена к контуру L2C6. Возникающая при этом ФАПЧ дополняет синхронизацию гетеродина прямым захватом, поддерживая ее при изменениях девиации ЧМ сигнала.
Сигнал ЗЧ фильтруется от высокочастотных колебаний и постоянной составляющей с помощью второго ФНЧ, образованного резистором R5, разделительным конденсатором С10 и динамической входной емкостью транзистора VT2. Он включен по схеме ОЭ и работает в режиме класса А, выбранном для уменьшения искажений. В цепь коллектора транзистора включен трансформатор Т1, согласующий выходное сопротивление усилителя с сопротивлением динамической головки ВА1. Громкость ее звучания регулируют переменным резистором R6, а тембр - переменным резистором R7.
Детали и конструкция
Приемник питается от батареи GB1 через выключатель SA1. Цепь питания заблокирована конденсатором С13 сравнительно большой емкости, обеспечивающим устойчивую работу при частичной разрядке батареи. Нежелательные связи через цепи питания устраняются также конденсаторами С9 и С11.
О деталях приемника. Катушки L1 - L3 намотаны проводом ПЭЛ 0,51 на керамических (или из другого материала) каркасах диаметром 6 мм, в качестве которых использованы резисторы ВС-1 сопротивлением свыше 2 МОм. Шаг намотки 1 мм. Катушка L1 содержит 6+5 витков, L2 - 22, а L3 - 13 витков. Транзисторы КТ315Б можно заменить на КТ315Г или КТ315Е.
Кроме того, на месте VТ2 может работать транзистор МП37Б или МП38А.
Конденсаторы постоянной емкости С1, С2, С5, С8 - КТ-2 (или КТ-1, КД-1, КД-2); С3, С9, СП - КД-2 (можно КМ, КПС, КЛГ); С4, С10, С13 -К50-3 (К50-12); С12 -МБМ (МБГЦ). Конденсатор переменной емкости С6 - типа КПВ (с наращенной осью), содержит 4 неподвижные и 3 подвижные пластины. Подстроечный конденсатор С7 - типа КПК-Т (можно КПК-МН).
Постоянные резисторы R1 - R5 могут быть МЛТ-0,125, МЛТ-0,25, ВС-0,125. Переменный резистор R6 - проволочный типа СП5-28А или непроволочный типа СПО х максимальным сопротивлением от 47 до 100 Ом. Переменный резистор R7 - СПЗ-4ВМ (можно другого типа) с сопротивлением 6т 2,2 до 4,7 кОм и совмещенный с выключателем SA1.
Рис. 3. Внешний вид приемника.
Трансформатор Т1 - выходной от приемников «Спидола», ВЭФ-12, ВЭФ-201. Он выполнен иа магнитопроводе Ш8Х8; обмотка I содержит 350 +350 витков провода ПЭЛ 0,18, обмотка II - 92 витка ПЭЛ 0,29 в два провода. Динамическая головка ВА1 - 1 ГД-30 или другая повышенной чувствительности, мощностью до 1 Вт (например, 0,5ГД-17, 1ГД-8).
Гнезда XS1-XS5 и однополюсные вилки ХР1 - ХР5 могут быть любой конструкции. Батарея GB1 - 3336 или три элемента 332, 343, 373, соединенные последовательно.
Конструктивно приемник состоит из трех узлов, выделенных на принципиальной схеме штрихнунктирными линиями: А1 - корпус со съемной антенной, А2 - узел. обработки сигнала, АЗ - узел звуковоспроизведения и питания. Узлы соединены между собой с помощью гнезд н вилок.
Антенну лучше всего использовать телескопическую от переносных транзисторных радиоприемников. Подойдет и четвертьволновый штырь - отрезок жесткого провода диаметром 3 мм и длиной около 1 м. Верхний конец провода следует согнуть кольцом (во избежание трави), а к нижнему припаять вилку ХР1.
Пластмассовый корпус приемника и динамическая головка - от абонентского громкоговорителя Черемшина. Пригодны корпусы и головки от громкоговорителей III класса других марок. В корпусе просверлены отверстия для гнезда XS1, ручек управления и выпилено прямоугольное окно для шкалы (рис. 3).
Узел А2 содержит плату 1 (рис. 4, а) с конденсатором переменной емкости н простейшей шкалой настройки и плату 2 (рис. 4, б) с большинством радиодеталей, а узел АЗ - плату 3 (рис. 4, е).
Чертежи плат нужно перенести на координатную сетку с шагом 5 мм (тетрадную бумагу в клеточку), наклеить их на заготовки толщиной 2 мм и размерами 45X150 мм из гетинакса или жесткого слоистого декоративного пластика, после чего просверлить и обработать все отверстия и вырезы.
Рис. 4. Чертежи монтажных плат приемника.
Монтаж платы 2 и размещение на ней деталей показан на рис. 5. Соединения выполнены луженым проводом диаметром 0,5 мм, который продевают через отверстия платы диаметром 1,5 мм и сгибают в виде петель (рис. 6, а).
Выводы деталей пропускают через отверстия платы (рис. 6, б) и припаивают к соединительным проводникам (рис. 6, в), удаляя затем выступающие концы выводов. В отверстия диаметром 6 мм устанавливают гнезда XS2- XS5, поджимая под их гайки концы соединительных проводников.
В связи с относительно большими габаритами и неодинаковой высотой деталей узла АЗ они смонтированы на плате 3 объемным методом (рис. 7). Динамическая головка и батарея питания расположены в корпусе вне платы 3. Соединения узла 3 выполнены гибкими проводниками в поливинилхлоридной изоляции, часть из которых объединена в жгут.
Рис. 5. Монтаж деталей на плате 2.
Ряс. 6. Примеры соединения деталей.
Рис. 7. Монтаж деталей на плате 3.
Рис. 8. Крепление плат 1 и 2.
По окончании монтажа устанавливают конденсатор переменной емкости на плату 1 и прикрепляют ее к плате 2 четырьмя винтами с распорками из отрезков металлической трубки (рис. 8). На ось конденсатора надевают ручку с указателем (например, «клювик»). Выводы конденсатора припаивают к проводникам платы 2, причем его статор - к проводнику, соединенному с коллектором транзистора VT1.
Рис. 9. Размещение плат в корпусе приемника.
После этого можно приступать к налаживанию приемника. Вставив вилки ХР2--ХР5 в соответствующие гнезда, включают приемник и проверяют режимы (их измеряют авометром Ц437 или аналогичным), указанные на принципиальной схеме. Признаком работы гетеродина является уменьшение напряжения на конденсаторе С9 при замыкании выводов конденсатора переменной емкости. В противном случае нужно увеличить емкость конденсатора С8.
Налаживание приемника
Налаживание облегчается при наличии генератора сигналов или гетеродинного индикатора -резонанса, с помощью которых настраивают контуры на частоты, указанные на схеме. При отсутствии приборов можно использовать вспомогательный вещательный радиоприемник с УКВ диапазоном.
Соединенный с его антенным входом проводник-приближают к конденсатору переменной емкости, установленному в среднее положение, и перестраивают вспомогательный приемник до обнаружения им второй гармоники гетеродина - по характерному шипящему звуку. По шкале вспомогательного приемника определяют границы диапазона при крайних положениях конденсатора переменной емкости и при необходимости корректируют их.
Например, если при минимальной емкости конденсатора вторая гармоника гетеродина прослушивается на частоте 71 МГц (длина волны 4,2 м). то для повышения частоты вместо конденсатора С5 устанавливают другой, меньшей емкости. Если же при максимальной емкости конденсатора переменной емкости гармоника слышна иа частоте 67 МГц (длина волны 4,5 м), то частоту понижают, увеличивая индуктивность катушки L2 сближением ее витков.
После «того пробуют принять передачи местной УКВ ЧМ радиостанции или ретранслятора. Если прием будет прерываться или сопровождаться посторонними звуками (свист, рокот), нужно изменить емкость подстроечного конденсатора С7 и подобрать сопротивление резистора R1.
Затем ослабляют входной сигнал, временно укоротив антенну, и добиваются максимальной громкости при надежном удержании синхронизации сближением или раздвижением витков катушек L1 и L3. Повторяют укладку границ диапазона, как описано выше, после чего фиксируют витки катушек нитроклеем. В заключение подбирают резистор R4 для получения наилучшего звучания приемника.
По окончании налаживания платы узлов А2 и АЗ вставляют в корпус и укрепляют в нем (рис. 9). В отверстие крышки корпуса устанавливают гнездо XS1 и поджимают тюд его гайку проводник, соединенный с конденсатором С1.
Батарею питания прикрепляют к дну корпуса металлическим хомутиком или липкой лентой.
Ринский В. И.
Ринский Владимир Исаакович - инженер кафедры нормальной физиологии Ивано-Франковского мединститута, родился в 1934 году. В одиннадцать лет собрал свою первую радиоконструкцию - регенеративный радиоприемник. После окончания с отличием физико-математического факультета пединститута, помимо преподавательской работы, руководил техническими кружками, разрабатывал учебно-демонстрационные пособия, измерительные приборы, радиоприемные устройства. Участник республиканских, областных и городских радиовыставок. Опубликовал около 50 статей, в том числе в журнале «Радио» и сборниках ВРЛ, три книги.
Литература:
- Алексеев Ю. П. Современная техника.радиовещательного приема, 1975.
- Захаров А. УКВ ЧМ приемники с ФАПЧ. Радио-1985-12.
- Кононович Л. М. Современный радиовещательный приемник, 1986.
- Момот Е. Г. Проблемы и техника синхронногорадиоприема, 1961.
- Павлов Б. А. Синхронный прием, 1977.
- Погарцев И. УКВ приемник с ФАПЧ, Р-1986-6.
- Поляков В. Т. Радиовещательные ЧМ приемники с фазовой автоподстройкой, 1983.
- Щербак Ю. Фазовая автоподстройка частоты, Р-1978-4.
Несколько дней, проведенных с «VEF 214», ясно дали знать: жить без FM-радио вполне можно, но что плохого, когда оно есть? Да, реклама раздражает, и от ослоумных шуточек ведущих я не в восторге… Зато есть пара частот, где крутят то, что мне нравится — включил и слушай, и не надо набирать плейлист во внешнем источнике.
Но вот «Ишим» принимать FM не обучен. А в УКВ — только канал «Культура» и «Первый национальный», да еще с 90,6 МГц пролезает «зеркалка» на 69,2 МГц (причем с очень приличным качеством) — вот и все развлечения.
А тут мне как раз подарили автомобильный приемник «Былина 315» с установленным конвертером. Что ж, раз автомобиля пока нет, то и приемник особо ставить некуда. А вот конвертеру работа найдется.
Конечно, намного лучше было бы перестроить блок УКВ, но никакой информации по этому поводу в Интернете нет, кроме сообщения Scover
с «радиосканнера «:
Поскольку УКВ блок с индуктивной настройкой практически не поддается перестройке на диапазон FM, пришлось установить УКВ блок с электронной настройкой.
Поэтому я обойдусь конвертером, как бы ни хотелось покрутить контуры.
Собран он на микросхеме К174ПС1, и вариантов ее обвзяки — море. Можно и самостоятельно собрать.
Для начала запустил конвертер от «Кроны», подсоединив антенну к его входу. Сразу же появились новые станции. Потом вспомнил, что у меня уж больше года валяется без дела автомобильный FM-усилитель. Его тоже решил приобщить к труду.
Конвертер внизу, обмотан изолентой. Усилитель — сверху.
Довольно долго пришлось искать место для новых частей. Казалось бы — разместить поближе к блоку УКВ, чтобы не растерять гармоники конвертера. Ан нет! Появлялись помехи, даже станции из родного УКВ принимались с трудом.
Зато если подключить усилитель к антенному входу, а все это безобразие оставить внизу, под блоком УКВ, то работает отлично. Питание берется от УНЧ.
В итоге остались две станции из УКВ, осталась «зеркалка», добавились семь станций от 99,1 до 107,2 МГц.
P. S. Заодно ради экономии отключил последний каскад УНЧ (П214Б на огромном радиаторе), которым все равно не пользовался. Для этого отпаял два провода — белый и оранжевый (справа на плате, над синими и коричневым) и заизолировал их отдельно друг от друга. А предварительный каскад, как и раньше, работает на наушники «ТА-56м» (подключены к нерегулируемому выходу) и усилитель от «ВЭФа» с громкоговорителем «Лотос». В последнем, оказывается, динамик подключен без трансформатора — до меня уже кто-то побывал.
В последнее время значительно расширилось радиовещание на УКВ. Во многих крупных городах радиопередачи ведутся как в диапазоне 65,8...73 МГц, так и в диапазоне 88... 108 МГц. Увеличить число принимаемых радиостанций владельцам отечественной и импортной радиоаппаратуры поможет разработанный универсальный конвертер. Его можно использовать с любой радиоприемной аппаратурой.
Отличительной особенностью конвертера является то, что он непосредственно встраивается в используемый приемник и не требует для работы дополнительной антенны - это несколько упрощает доработку. Такое становится возможным благодаря необычному схемотехническому решению входной цепи конвертера.
По сравнению со всеми известными конвертерами, в частности со взятым за основу данной разработки конструкции М. Монахова («Радио», 1990, №12, с. 61), предлагаемый вариант имеет меньшие габариты и большую чувствительность (в Санкт-Петербурге уверенный прием станции «Радио-Рокс» на доработанном приемнике «Океан-222» ведется на расстоянии 40 км от города при на половину выдвинутой телескопической антенне).
Принципиальная схема конвертера показана на рис. 1. Сигналы УКВ радиостанций, работающих в диапазоне65,8...73МГц или 88...108 МГц, принимаются непосредственно антенной радиоприемника и поступают через конденсатор С1 на базу транзистора VT1. На эмиттер этого транзистора через катушку L1 подается сигнал гетеродина, собранного на транзисторе VT2 по схеме ёмкостной трех-точки. Частота его колебаний определяется контуром L2C3, включенным в коллекторную цепь транзистора, и выбирается в пределах 22...35 МГц.
Таким образом, при использовании импортного приемника принимаемый сигнал (65,8...73 МГц), суммируясь с частотой гетеродина, преобразуется в сигнал с частотой в диапазоне 88...108 МГц. А при использовании отечественного приемника принимаемый сигнал (на участке 100... 107 МГц), с учетом вычета частоты гетеродина, трансформируется в сигнал с частотой 65,8.-73 МГц.
Выделенный на коллекторной нагрузке транзистора VT1 сигнал через конденсатор С2 поступает на антенный вход радиоприемника, являющийся общим входом как для принятого, так и для преобразованного сигналов. Такое решение позволило исключить необхо-димость применения второй антенны.
Питание конвертера выполнено от цепей питания УКВ блока ра-диоприемника через параметрический стабилизатор на элементах VD1 VD2 R6. Конструкцию конвертера можно выполнить и с автономным питанием. Для этого следует исключить элементы параметрического стабилизатора, а напряжение питания 1,5...2,4 В подать от отдельного элемента или аккумуляторной батареи. В этом случае ток потребления по цени питания составит 0,7...1 мА.
Монтаж конвертера выполнен на односторонней печатной плате из фольгированного текстолита толщиной 1,5 мм(рис.2). В конструкции использованы резисторы МЛТ-0,125 и конденсаторы типов КМ-3, КМ-4 и групп КТ и КД. Возможно использование и других малогабаритных типов кон-денсаторов и резисторов.
Катушки L1 и L2 имеют рядовую намотку проводом ПЭВ 0,27 на общем каркасе диаметром 8 и высотой 6 мм, изготовленном из полистирола, оргстекла, эбонита и других электроизоляционных материалов. Количество витков L1 - 2 и L2 - 7.
Вместо указанных на схеме транзисторов можно применить транзисторы КТ315Г, КТ315Е и более высокочастотные - КТ368, КТ3102 с различными буквенными индексами. Диоды VD1 и VD2 могут быть любыми кремниевыми.
Настройка конвертера сводится к установке частоты гетеродина путем подбора конденсатора СЗ. При указанном на схеме номинальном значении частота гетеродина составила 28 МГц. Эту частоту следует выбрать такой, чтобы вторая ее гармоника не мешала приему радиостанций в диапазоне 65,8...73 МГц, а третья - в диапазоне 88...108 МГц.
Отрегулированную плату следует располагать поближе к блоку УКВ и антенне приемника и необходимо следить за тем, чтобы соединительные провода имели минимальную длину.
Подключать вход УКВ конвертера удобно к гнезду для внешней антенны приемника или к основанию телескопической антенны. Качественные показатели работы кон-вертера зависят от уровня входного сигнала, величину которого можно изменить выдвижением секций телескопической антенны радиоприемника.
В. СТЕПАНОВ г. Санкт-Петербург
Примечание редакции . Предложенный вариант конвертера очень удобно применить для расширения возможностей импортных приемников с диапазоном 88...108 МГц. Отечественные радиостанции работают только на участке 100...107 МГц, поэтому часть диапазона с частотами 88... 100 МГц остается как бы не занятой. Именно в этот участок и удобно преобразовать сигналы 65,8...73 МГц, соответственно выбрав частоту гетеродина. Тогда идентифицировать принадлежность радиостанций очень легко, даже взглянув на шкалу приемника.
Несколько сложнее дело обстоит с использованием приемников, имеющих основной диапазон УКВ 65,8...73 МГц. При преобразовании сигналов радиостанций с частотами 100...107 МГц они неизбежно окажутся между сигналами основного диапазона (а в некоторых случаях даже могут и совпасть с ними), тогда по шкале очень трудно определить сигнал станции какого диапазона вы прослушиваете в данный момент. Реально это сделать можно только отключением питания конвертера. В этом случае сигналы радиостанции преобразуемого диапазона должны пропасть. Способ надежный, но не всегда удобный.
И последнее замечание. Если у вас приемник стереофонический, преобразованные сигналы будут воспроизводиться в монофоническом режиме.
Принципиальная схема конвертера приведена на рисунке. Он представляет собой модернизированный вариант конвертера, предложенного И.Александровым в статье "УКВ конвертер" ("Радио", 1992, № 8, с.44). Модернизация состоит в замене преобразователя частоты на полевом транзисторе диодным смесителем.
Нагрузкой преобразователя частоты УКВ конвертера является сравнительно низкое входное сопротивление радиоприемника Rвх = 75 Ом. Если преобразователь частоты выполнить на полевом транзисторе, как что сделано в упомянутом выше конвертере, то его коэффициент передачи по напряжению К будет равен;
Кпр< 20lg(0.25KвхSмаксRвх)=-11дБ,
где Квх = 5.0 - коэффициент передачи входной цепи конвертера, Sмакс = 0,003 А/В - максимальное значение крутизны характеристики прямой передачи полевого транзистора КПЗОЗГ на частоте 100 МГц, т.е. чувствительность приемника при применении конвертера ухудшается почти в четыре раза.
Более выгодно с точки зрения согласования выходного сопротивления преобразователя частоты и входного сопротивления приемника применить диодный смеситель, коэффициент передачи которого -7...-9 дГ> при нагрузке 75 Ом, к тому же конвертер становится проще.
Колебания гетеродина, выполненного на транзисторе VT1, с частотой (fг) около 34 МГц поступает на анод диода VD1, а сигнал радиостанции, принятый антенной приемника, - на его катод. Одновременно здесь присутствуют и напряжения продуктов преобразования частот: fс+fг или fc-fг, которые выделяются соответственно приемниками с диапазонами УКВ1 или УКВ2. Таким образом, любой приемник может принимать радиостанции двух диапазонов.
Об элементах конструкции, особенностях изготовления и настройки конвертера рассказано в статье И.Александрова. В качестве диода VD1 можно применить любой маломощный высокочастотный германиевый диод. В качестве катушки L1 использован дроссель ДМ индуктивностью 10 мкГ. Катушка L2 содержит 2+8 витков провода ПЭВ-2 0,4, намотанньк на каркасе диаметром 5 мм, длиной 10 мм с латунным подстроечником длиной 6 мм.
Недостаток конвертера - входная цепь приемника вместе с антенной не настроена на частоту принимаемой станции при работе конвертера, что несколько снижает чувствительность. Этот недостаток меньше сказывается в радиоприемниках более низкого класса с неперестраиваемой широкополосной входной цепью. ПРИ) значительном уровне сигнала в месте приема этот недостаток окупается простотой предлагаемой конструкции.
Если в каждом УКВ диапазоне работает несколько станций, то для удобства эксплуатации конвертера к контуру гетеродина можно подключить конденсатор переменной емкости (КПЕ) 5...20 пФ и с его помощью настраиваться на станции (емкость конденсатора СЗ уменьшается до 36 пФ). В этом случае размеры конвертера определяются размерами имеющегося КПЕ.
Если есть возможность переключить антенну при переходе с диапазона на диапазон, то в конвертере можно применить диодный кольцевой смеситель, позволяющий использовать настроенную входную цепь и имеющий коэффициент передачи -7...-8дБ при нагрузке 75 Ом.
УКВ конвертер
Начиная с этого года радиовещание в диапазоне OIRT планомерно сокращается по всей стране. Выходом из сложившейся ситуации может быть перестройка УКВ-тракта радиоприёмника, но это бывает затруднительно по разным причинам. Более простой вариант - применение конвертера, описание которого приводится ниже.
В конце прошлого века были широко распространены так называемые УКВ-конвертеры, предназначенные для преобразования сигналов диапазона OIRT в сигналы диапазона CCIR. Обусловлено это было тем, что в то время в нашу страну в больших количествах поступали недорогие радиоприёмники с УКВ-диапазоном стандарта CCIR, но на первых порах в этом диапазоне радиовещания не было совсем или было ограничено. Вот здесь-то и потребовались УКВ-конвертеры, обеспечивающие радиоприём в новом для нас диапазоне.
Постепенно радиовещание в диапазоне CCIR расширялось, и стали доступны двухстандартные УКВ-радиоприёмники, поэтому в начале нашего века УКВ-конвертеры стали неактуальными. Но как говорится, всё течёт, всё изменяется, и сегодня радиовещание в диапазоне OIRT сокращается. С учётом того, что ранее практически полностью прекратилось отечественное радиовещание в диапазонах ДВ, СВ и КВ, весьма большой парк всеволновых радиоприёмников стал практически бесполезным. Можно, конечно, в приёмнике перестроить УКВ-диапазон, но это потребует существенной и зачастую непростой доработки. И вот тут могут выручить уже подзабытые УКВ-конвертеры. Сделать их проще, они не требуют доработки радиоприёмника. К тому же вдруг что-то изменится и диапазон OIRT вновь "оживёт"?
В простейшем случае такой конвертер содержит смеситель и гетеродин. Для обеспечения стабильной настройки гетеродин желательно сделать с кварцевой стабилизацией частоты. Схема конвертера показана на рис. 1
На транзисторе VT2 по схеме ёмкостной трёхтонки собран гетеродин, частота которого стабилизирована кварцевым резонатором ZQ1, а на транзисторе VT1 - смеситель. Сигнал с антенны поступает на ФВЧ L1C1L2 с частотой среза около 85 МГц, который подавляет сигнал гетеродина и одновременно обеспечивает согласование антенны с низким входным сопротивлением транзистора VT1, включённого по схеме с общей базой. Сигнал гетеродина поступает на базу транзистора VT1 через конденсаторный делитель напряжения СЗС4. Эти конденсаторы совместно с конденсатором С6 обеспечивают требуемые фазовые соотношения в гетеродине. Сигналы в диапазоне OIRT выделяет низкодобротный контур L3C2. Через конденсатор С5 его соединяют с антенным входом УКВ-тракта или с антенной радиоприёмника.
Поскольку питать конвертер планировалось от одного гальванического элемента напряжением 1,5 В, в цепь смещения каждого транзистора установлен только один резистор, задающий базовый ток, R1 - для транзистора VT1, R2 - для транзистора VT2. С точки зрения термостабильности это не самое лучшее решение, но позволяет "экономить" напряжение питания. К тому же частота гетеродина стабилизирована кварцевым резонатором.
В гетеродине применён транзистор КТ342БМ с относительно невысокой граничной частотой (250. .300 МГц), большим коэффициентом передачи тока базы (200...500) и малым напряжением насыщения (не более 0,1 В). Это обеспечило экономичность и устойчивую работу гетеродина с большой номенклатурой кварцевых резонаторов, а также снизило вероятность самовозбуждения в диапазоне СВЧ. В результате потребляемый гетеродином ток не превышает 0,7 мА, а работоспособность сохраняется при снижении питающего напряжения до 0,7 В, что немаловажно при батарейном питании.
Чтобы повысить коэффициент передачи смесителя, в нём применён более высокочастотный транзистор КТ316ГМ (граничная частота - до 1000 МГц). Подойдёт транзистор КТ368А, к тому же он имеет нормированный коэффициент шума на частоте 60 МГц.
Все элементы конвертера, кроме выключателя питания и гальванического элемента, размещены на односторонней печатной плате, чертёж которой показан на рис. 2
Применены резисторы Р1-4, Р2-23, конденсаторы - керамические К10-17 или импортные. Катушки индуктивности L1-L3 намотаны проводом ПЭВ-20,7 на оправке диаметром 3 мм и содержат 3,5, 2,5 и 4,5 витка соответственно, L4 - дроссель серии ЕС24. Выключатель питания подойдётлюбой малогабаритный импортный (в авторском варианте применён выключатель от светодиодного газонного светильника). Печатная плата рассчитана на установку кварцевого резонатора в корпусе HS-49S. Если он будет в корпусе HS-49U, надо просто удлинить плату, чтобы он поместился на ней "лёжа". Указанная на его корпусе частота должна соответствовать первой гармонике, иначе он может "завестись" не на нужной частоте.
Радиоприёмник может принимать радиостанции только в "своём" диапазоне от 65,9 (Fн) до 74 (Fв) МГц (с небольшим запасом в обе стороны). А вот результирующий принимаемый диапазон частот зависит от частоты гетеродина (Fr). В конкретном случае был использован резонатор в корпусе HS-49S с маркировкой 24,576 МГц (для упрощения расчётов округлим до 24,6 МГц), демонтированный с платы видеокарты компьютера.
Интересующие нас сигналы в диапазоне 87,5...108 МГц поступают на вход конвертера. В результате преобразования по частоте приёмник сможет принять сигналы в диапазоне от Fн + Fr до Fв + Fr, в нашем случае - от 90,5 до 98,6 МГц. Получается, что часть радиостанций окажется всё равно недоступной. Обусловлено это тем, что полоса УКВ-диапазона CCIR более чем в два раза шире УКВ-диапазона OIRT. Подобрав кварцевый резонатор, можно обеспечить приём желаемого участка диапазона CCIR. Например, с кварцевым резонатором на частоту 30 МГц можно принимать радиостанции на участке 95,9...104 МГц. Чтобы принять практически весь диапазон CCIR, в гетеродине следут применить два переключаемых кварцевых резонатора (рис. 3), соответствующим образом подобрав их частоты.
Как сказано выше, конвертер планировалось питать от гальванического элемента типоразмера АА. Поэтому в качестве корпуса была использована пластмассовая трубка (стойка от газонного светодиодного светильника) внутренним диаметром 15, толщиной стенки 1,5 и длиной 125 мм, в которой размещены печатная плата и гальванический элемент. С одной стороны на плате закреплена первая пластмассовая заглушка (тоже от стойки газонного светильника), а с другой - припаян металлический уголок, на котором закреплена контактная пружина (-G1) для гальванического элемента (рис. 4). Через отверстие в заглушке выведен изолированный монтажный провод длиной 750 мм, выполняющий функцию антенны. На второй заглушке установлены выключатель питания и металлическая контактная площадка (+G1), а также сделаны отверстия для двух проводов ("Выход" и "Общий"). Потребляемый конвертером ток при напряжении питания 1,5В- 1,7 мА, его работоспособность сохраняется при снижении напряжения до 0,7 В, но коэффициент преобразования заметно уменьшается.
Собирают устройство в следующей последовательности. Сначала с одной стороны в трубку вставляют плату, а с другой стороны выводят три провода (третий - к выключателю питания). Два из них выводят через отверстия во второй заглушке, третий припаивают к выводу выключателя и вставляют эту заглушку. Если одна или обе заглушки фиксируются в корпусе ненадёжно, их можно закрепить с помощью тонких шурупов. Провод "Выход" подключают к антенному входу приёмника, а если его нет - непосредственно к антенне, провод "Общий" соединяют с его "землёй". Если связь с антенной окажется слишком сильной, её можно ослабить, применив ёмкостную связь - несколько витков провода "Выход" наматывают непосредственно на антенну или не подключают провод "Общий" к приёмнику, если, конечно, конвертер от него не питается. Для конвертера можно применить другие корпус и источник питания, но размещать его необходимо в непосредственной близости к приёмнику, например, на его задней стенке, чтобы соединительные провода были минимальной длины.
Если приём осуществляется на значительном удалении от передатчика, чувствительности двухтранзисторного конвертера может оказаться недостаточно. В этом случае его необходимо дополнить УВЧ. Схема такого конвертера показана на рис. 5.
УВЧ собран на транзисторе VT1, смеситель - на транзисторе VT2, гетеродин - на транзисторе VT3. Для упрощения применены транзисторы различной структуры. Контур L1C1C2 настроен на частоту диапазона CCIR, контур L2C4C5 - на частоту диапазона OIRT. Транзистор КТ3127А можно заменить транзистором серии КТ363. Катушки L1 и L2 имеют аналогичную конструкцию и содержат 7,5 и 11,5 витка соответственно. Чертёж печатной платы этого варианта показан на рис. 6. она длиннее предыдущей всего на 5 мм (рис. 7). Конструкция конвертера аналогичная, потребляемый ток - 3...3.5 мА.
Питать конвертер можно и от самого радиоприёмника, например, от линии питания УКВ-тракта. Для этого достаточно включить в цепь питания конвертера гасящий резистор, уменьшающий его напряжение питания до 1,5...2 В.
Следует отдельно сказать про приём стереопрограмм. Дело в том, что в УКВ-диапазоне CCIR в комплексном стереосигнале (КСС) передача разностного стереосигнала осуществляется с помощью амплитудной модуляции поднесущей частоты 38 кГц, которая в передаваемом сигнале подавлена. Для её восстановления на приёмной стороне в КСС передаётся пилот-тон на частоте 19 кГц. В УКВ-диапазоне OIRT в КСС разностный стереосигнал передаётся на поднесущей частоте 31,25 кГц так, что огибающая положительных полупериодов модулирована сигналом левого канала, а огибающая отрицательных - сигналом правого. При этом поднесущая частота подавлена на 14 дБ. На приёмной стороне её уровень восстанавливается. Отсюда понятно, что эти системы несовместимы, и приём стереосигналов диапазона CCIR на отечественный радиоприёмник диапазона OIRT невозможен (конечно, если в нём нет двухстандартного стереодекодера), поэтому возможен приём только в режиме "Моно".
И. Нечаев, г. Москва
