Поиск по сайту

4. УКВ-ЧМ- и АМ-Радиоприемники

Радиоприемники, как известно, рассчитаны на работу в разных частотных диапазонах: ДВ, СВ, KB, УКВ. По способу модуляции радиоприемники делятся на AM- и ЧМ-радиоприемники.

На рис.4.1 представлена схема УКВ-тюнера, обеспечивающего радиоприем станций в диапазоне 67-108 МГц. Необходимо напомнить, что УКВ-тюнер - это радиоприемник-приставка. Данное устройство предназначено для эксплуатации в составе комплекса радиоустройств: многодиапазонного радиоприемника, радиостанции и т.д.

Рабочий диапазон данного УКВ-тюнера разбит на два участка - отечественный и западный диапазоны. Переход с одного диапазона на другой осуществляется соответствующим переключателем диапазонов. Настройка на частоты радиостанций в данной конструкции - плавная. Настройка осуществляется с помощью переменного резистора. Заменой данного резистора настройки соответствующим переключателем и необходимым числом подстроечных резисторов плавную настройку можно заменить на дискретную в пределах набора выбранных фиксированных станций (частот).

В качестве антенны для УКВ-тюнера можно использовать либо телескопическую антенну, либо кусок толстого медного провода диаметром 1.5-2.5 мм и длиной 1 м. Возможно использование выносной антенны, например, телескопической.

На транзисторе Т1 выполнен усилитель высокой частоты (УВЧ), на транзисторе Т2 - фильтр и согласующий каскад для подключения усилителя низкой частоты (УНЧ).

Чувствительность данного УКВ-тюнера составляет приблизительно 10 мкВ, выходное напряжение низкой частоты с выхода этого устройства - 0.2 В.

Радиоэлементы:

К1=51к, R2=470, R3=100, R4=47-75, R5=10-47, К6=27к, К7=10к,

R8=30-100K, R9=1.5K;

С1=10н, С2=15н. С3=10н, С4=220н, С5=47н, С6=510н, С7=0.1, С8=47мкФ х 16В, С9=47мкф х 16В;

Т1 - КТ368, КТЗ 102, КТЗ 15 или любой другой ВЧ-транзистор, Т2 -КТ3102,КТ315;

D1 - КВ102, КВ117; D2 - КТ522;

катушки LI, L2 - бескаркасные, внутренний диаметр - 0.4, диаметр провода - 0.8. L1 - 3 витка, L2 - 7 витков; переключатель диапазонов -П2К.

Настройка:

правильно собранный из исправных элементов УКВ-тюнер практически в настройке не нуждается. При необходимости более точная настройка на границы диапазона достигается изменением параметров катушек индуктивностей, например, их растягиванием и сжатием.

На рис. 4.2 представлена схема УКВ-понера с УНЧ на транзисторах. Устройство позволяет обеспечить громкоговорящий прием станций в диапазоне 67-108 МГц. Здесь также как и в предыдущем случае радиодиапа- \ зон разбит на два участка - отечественный и западный диапазоны.

Выходная мощность зависит от типа используемых транзисторов, напряжения питания выходного каскада и внутреннего сопротивления катушки громкоговорителя (динамика). При выходных транзисторах КТ814, КТ815, напряжении питания 9 В и сопротивлении динамика 8 Ом максимальная выходная мощность достигает 1-1.2 Вт. При использовании транзисторов КТ361, КТЗ 15 и аналогичных усилитель можно использовать (только) как телефонный, т.е. использовать для индивидуального прослушивания на головные телефоны. Радиоэлементы:

катушки L1, L2 - бескаркасные, внутренний диаметр - 0.4, диаметр провода - 0.8. L1 - 3 витка, L2 - 7 витков; переключатель диапазонов -П2К;

Rl=5lK, R2=470, R3=100, R4=47-75, R5=10-47, К6=27к, К7=10к,

К8=30-100к (плавная настройка на станции), R9=1.5ic, ,

Р10=4.7к-10к (регулятор громкости),

К11=30-100,К12=100к-200к(переменньшдлянастройки),К13=10к-20к, R14=20-50, R15=50-100 (переменный для настройки);

С1=10н, С2=15н, С3=10н, С4=220н, С5=47н, С6=510н, С7=0.1, С8=47мкФ х 16В, С9=47мкФ х 16В;

С9= 10.0-50.0 х 15В, С10=10.0-50.0 х 15В, СП=500-1000, С12=500.0-1000.0 х 15В, С13=100-.0-500.0 х 15В; ^

Рис.4.1. Схема УКВ-тюнера, обеспечивающего радиоприем в диапазоне 67-108 МГц.

Dl - KB102, KB117; D2 - KT522;

Tl - KT368, KT315 или любой другой ВЧ-транзистор, Т2 - КТЗ 15;

ТЗ - КТ503, Т4,Т5- КТ815, КТ814. Настройка:

для нормальной работы усилителя низкой частоты требуется установить переменным резистором R12 половину напряжения питания на i эмиттерах выходных транзисторов, ток покоя данных транзисторов (без сигнала) устанавливается в пределах 10-20 мА подстроенным резистором R15. Конденсатор С 11 исключает возбуждение усилителя на высоких частотах.

Схема УКВ-тюнера может существенно упроститься, если УНЧ выполнить на интегральных микросхемах. В этом случае не требуется его регулировка.

На рис.4.3 представлены два варианта схем УНЧ: на ИС К174УН4А (рис.4.3.а) и на операционном усилителе К548УН1А (рис.4.3.6). Здесь же на схеме показано подключение данных усилителей к УКВ-тюнеру. i

Для удобства функционально сходные элементы имеют одина- 1 новые обозначения.

Элементы для рис.4.3.а:

К10=4.7к-10к (регулятор громкости),

R11=30-100, Р12=100к-200к (переменный для настройки), Р13=1к, Р16=10м.

09=10.0-50.0 х 15В, С10= 10.0-50.0 х 15В,

C12=500.0-1000.0 х 15В, С13=100.0-500.0 х 15В;

С14=50.0-100.0 х 15В, С15=200.0 х 15В.

Элементы для рис.4.3.6 (см. рис. 1.4.6 и элементы):

К10=4.7к-10к (регулятор громкости),

R11=30-100, Р12=100к-200к (переменный для настройки), К13=1к, R17=20K (усиление - K=(R17+R13)/R13).

С9=10.0-50.0 х 15В, С10=10.0-50.0 х 15В, ^

С12=500.0-1000.0 х 15В, С13=100.0-500.0 х 15В;

С14=50.0-100.0 х 15В;

Т4-КТ815,Т5-КТ814.

При необходимости чувствительность данных усилителей можно регулировать с помощью резисторов R13: уменьшение номинала R13 сопровождается увеличением чувствительности усилителя.

Приведенные схемы необходимо рассматривать как возможные примеры УКВ ЧМ-радиоприемников. И данными схемами, конечно, не исчерпываются все варианты схем УКВ ЧМ-приемников. Существует большое количество таких схем. Это и схемы стандартных приемников, выпускаемых промышленностью уже продолжительное время и сконструированных на основе транзисторов, и схемы на основе относительно новых специализированных интегральных схем. Это могут быть и различные варианты приемников прямого преобразования.

Рис.4.2. Схема УКВ-тюнера с УНЧ на транзисторах (67-108 МГц).

Рис.4.3. Схемы усилителей УНЧ для УКВ-тюнера на ИС К174УН4А (а) и на ОУ К548УН1А (б).

Рис.4.4. Схема АМ-радиоприемника (сверхрегенератор) на 27 МГц; б-УНЧнаИСК174УН4А, в - УНЧ на ОУ К548УН1А.

Наибольший интерес, конечно, представляют схемотехнические решения, позволяющие создавать простые и относительно миниатюрные устройства, собираемые и настраиваемые с минимальными трудностями при высокой повторяемости конструкций, а также схемы, для которых накоплен определенный опыт.

При всех неоспоримых достоинствах УКВ ЧМ-устройств большое распространение получили радиосредства, использующие амплитудную модуляцию (AM). Несмотря на то, что АМ-устройства могут применяться и на частотах УКВ-диапазона, большее распространение они получили на более низких частотах, например, на частотах 27-28 МГц.

Так же как и в случае УКВ ЧМ-устройств существует большое разнообразие схемотехнических решений для АМ-радиоприемников (АМ-при-емников). Наибольшее распространение получили супергетеродинные радиоприемники. Используя принцип преобразования частот, реализуемый с помощью применения соответствующих конвертеров, можно использовать практически любые АМ-приемники, например, стандартные - с ДВ-, СВ-, КВ-диапазонами. Однако при всех достоинствах (благодаря усилению и многократному преобразованию достигается высокая чувствительность и избирательность) такое решение не всегда приемлемо из-за относительно высокой сложности и иногда значительных габаритов.

До некоторой степени перечисленным выше критериям отвечают конструкции АМ-радиоприемников, построенные на основе сверхрегенеративных схем. Такие схемы отличаются сравнительной простотой и относительно высокой чувствительностью. К недостаткам данных схем следует отнести низкую избирательность, повышенный уровень шумов (особенно при настройках на частоты радиостанций) и сравнительно высокий уровень собственного излучения, присущий сверхрегенеративным схемам. При этом данное паразитное излучение осуществляется через антенну, подключенную к контуру сверхрегенерагора - каскада, входящего в состав приемника.

На рис.4.4 представлен пример схемы АМ-радиоприемника на 27 МГц, построенного на основе сверхрегенеративного принципа приема и преобразования принимаемого радиосигнала.

Рис.4.5. Схема АМ-радиоприемника (сверхрегенератор) на 27 МГц с УВЧ (ОБ); б-УНЧнаИСК174УН4А, в - УНЧ на ОУ К548УН1А.

Для данного примера радиоприемника можно использовать два вариакта УНЧ: б - УНЧ, построенного на основе ИС К174УН4А, в - УНЧ -на основе ОУ К548УН1А. При этом функционально сходные элементы на схемах (а и б) имеют одинаковую нумерацию. Элементы для рис.4.4:

Rl=15ic, R2=10K, R3=1.5K, R4=3.9ic, R5=10ic, R6=100, R7=180 (для схемы б - Р7=1к-10к),

R8=10, R9=100K-200K, Р10=100к;

C1=47, C2=10, C3=0.022, C4=0.02, C5=0.22, С6=1.0мкФ-20мкФ, С7=10мкФ х 15В, С8=10н-68н, C9:=10н-68н, С10=10-50мкФ х 15В, С11=200-1000мкФ х 15В, С12=50-200мкф х 15В, С13=200мкФ х 15В, С 14=0.1, С 15= 10-50;

Tl - ГТ311 или аналогичные, могут быть использованы кремниевые транзисторы, например, КТ368 или КТЗ 102;

L1 - диаметр 7 мм, 8 витков провода ПЭВ 0.5, подстроечник - фер-ритовый,

L2 - ВЧ-дроссель 20 мкГн, например, ДО.1, можно - на резисторе 100к, 200 витков ПЭВ 0.1 <

Конденсаторы типа КЛС, КМ, КД и т.д., оксидные - К53-14, К53- l 29, К50-6; резисторы - МЛТ 0.125 Вт или 0.25 Вт. Настройка:

Целесообразно подстроить R1 для достижения максимальной чувствительности. L1 и С1 - настройка на частоту принимаемого радиосигнала, точная подстройка - сердечником катушки. R6 - регулировка ipOMKOcra. В УНЧ величина R7 (для б.), R9 и R7 (Кус = 1+R9/R7 - для в.) определяют чувствительность УНЧ. Цепочки R8C14 препятствуют i возбуждению УНЧ на высоких частотах.

Повысить чувствительность приведенной схемы (рис.4.4) АМ-при- ^ емника можно добавлением к ней УВЧ на 1 транзисторе.

На рис.4.5 представлен пример схемы АМ-радиоприемника на 27 ) МГц с УВЧ на 1 транзисторе. Транзистор УВЧ включен по схеме с общей базой (ОБ). Чувствительность данного АМ-приемника может достигать 5 мкВ. Добавление в схему УВЧ позволяет не только увеличить чувствительность приемника: но и решить проблему собственного из- 1 лучения приемника через антенну. Для данной схемы также как и для предыдущей схемы можно использовать два варианта УНЧ: б - УНЧ на ) ИС К174УН4А, в - УНЧ на ОУ К548УН1А, функционально сходные j элементы на схемах (б и в) имеют одинаковую нумерацию. Элементы для рис.4.5:

Р1=15к, R2=10ic, Р3=1.5к, R4=3.9ic, R5=10K, R6=100, R7=180 (для f схемы б - R7= 1 к- 10к), ,

Рис.4.6. Схема АМ-радиоприемника (сверхрегенератор) на 27 МГц с УВЧ (ОБ);

б-УНЧнаИСК174УН4А, в - УНЧ на ОУ К548УН1А.

R8=10,R9=IOOK-200K,R10=100K,RH=560,R12=100K,R13=51-100;

C1=47, С2=10, С3=0.022, С4=0.02, С5=0.22, С6=1.0мкФ-20мкФ, С7=10мкФ х 15В, С8=10н-б8н, С9=10н-68н, С10=10-50мкФ х 15В, С11=200-1000мкФ х 15В, С12=50-200мкФ х 15В, С13=200мкФ х 15В, С14=0.1, С15=50-100, С16=3.6н-5.6н, С17=10н-^3н;

Т1 - ГТ311 или аналогичные, могут быть использованы кремниевые транзисторы, например, КТ368 или КТЗ102;

Т2 - КТ368, КТЗ 102 или аналогичные

L1 - диаметр 7 мм, 8 витков провода ПЭВ 0.5, подстроечник - фер-ритовыи.

L2 - ВЧ-дроссель 20 мкГн, например, ДО.1, можно - на резисторе ЮОк, 200 витков ПЭВ 0.1

Конденсаторы типа КЛС, КМ, КД и т.д., оксидные - К53-14, К53-29, К50-6; резисторы - МЛТ 0.125 или 0.25. Настройка:

Аналогично настройке схемы на рис.4.4.

На рис.4.6 представлен еще один вариант схемы АМ-радиоприем-ника на 27 МГц с УВЧ на 1 транзисторе, включенном по схеме с общей базой (ОБ). За счет некоторого усложнения схемы УВЧ удалось несколько увеличить его усиление и повысить чувствительность АМ-приемни-ка. Чувствительность тщательно настроенного АМ-радиоприемника может достигать 3-5 мкВ. Как и в предыдущем случае данная схема характеризуется существенно меньшим собственным излучением, чем устройство без УВЧ. Здесь также можно использовать два варианта УНЧ:

б - УНЧ на ИС К174УН4А, в - УНЧ на ОУ К548УН1А, функционально сходные элементы на схемах (б и в) имеют одинаковую нумерацию. Элементы для рис.4.6:

Р1=15к, Р2=10к, Р3=1.5к, Р4=3.9к, Р5=10к, R6=100, R7=180 (для схемыб-Р7=1к-10к),

R8=10, R9=100K-200K, Р10=100к, К11=1к, К12=20к, К13=33к, R14=51-100:

С1=47, С2=10, С3=0.022, С4=0.02, С5=0.22, С6=1.0мкФ-20мкФ, С7=10мкФ х 15В, С8=10н-68н, С9=10н-68н, С10=10-50мкФ х 15В, С11=200-1000мкФ х 15В. С12=50-200мкФ х 15В, С13=200мкФ х 15В, С14=0.1, С15=50-100, С16=3.6н-10н, С17=30-50, С18=10н-33н;

Т1 - ГТ311 или аналогичные, могут быть использованы кремниевые транзисторы, например, КТ368 или КТЗ 102:

Т2 - КТ368, КТЗ 102 или аналогичные;

L1 - диаметр 7 мм, 8 витков провода ПЭВ 0.5, подстроечник - фер-ритовый,

Рис.4.7. Схема АМ-радиоприемника (сверхрегенератор) на 27 МГц с УВЧ (ОЭ);

б-УНЧнаИСК174УН4А, в-УНЧнаОУК548УН1А.

L2 - ВЧ-дроссель 20 мкГн, например, ДО. 1, можно - на резисторе 100к, 200 витков ПЭВ 0.1, L3 -ВЧ-дроссель 20-100 мкГн, например, ДО.1.

Конденсаторы типа КЛС, КМ, КД и т.д., оксвдные - К53-14, К53-29, К50-6; резисторы - МЛТ 0.125 или 0.25. Настройка:

Аналогично настройке схем на рис.4.4 и рис.4.5.

На рис.4.7 представлен еще один вариант схемы АМ-радиоприем-ника на 27 МГц с УВЧ на 1 транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером (ОЭ). Известно, что при использовании высокочастотных транзисторов схемы с ОЭ обеспечивают большее усиление по сравнению со схемами с ОБ. Однако требуют сравнительно более высокочастотных транзисторов. Как и в предыдущих устройствах (рис.4.4 и рис.4.5) данная схема АМ-приемника характеризуется меньшим собственным излучением, чем АМ-приемник без УВЧ. Здесь также можно использовать два варианта УНЧ: б - УНЧ на ИС К174УН4А, в - УНЧ на ОУ К548УН1А, функционально сходные элементы на схемах (б и в) имеют одинаковую нумерацию. Элементы для рис.4.7:

R1=15K, К2=10к, К3=1.5к, Р4=3.9к, К5=10к, R6=100, R7=180 (для схемы б - К7=1к-10к),

R8=10, К9=100к-200к, К10=100к, К11=51к, R12=470, R13=91-100, R14=51-100;

С1=47, С2=10. С3=0.022, С4=0.02, С5=0.22, С6=1.0мкФ-20мкФ, С7=10мкФ х 15В, С8=10н-68н, С9=10н-68н, С10=10-50мкФ х 15В. С11=200-1000мкФ х 15В, С12=50-200мкФ х 15В, С13=200мкФ х 15В, С14=0.1, С15=50-100, С16=30-50, С17=4.7н-б.8н, С18=10н-33н;

Т1 - ГТ311 или аналогичные, могут быть использованы кремниевые транзисторы, например, КТ368 или КТ3102:

Т2 - КТ368, КТ3102 или аналогичные

L1 - диаметр 7 мм, 8 витков провода ПЭВ 0.5, подстроечник - фер-ритовый,

L2 - ВЧ-дроссель 20 мкГн, например, ДО.1, можно - на резисторе 100к, 200 витков ПЭВ 0.1

Конденсаторы типа КЛС, КМ, КД и т.д., оксидные - К53-14, К53-29. К50-6: резисторы - МЛТ 0.125 или 0.25. Настройка:

Настройка данного АМ-радиоприемника аналогична настройке устройств, схемы которых приведены на рис.4.4-рис.4.6.

Как уже отмечалось АМ-радиоприемники, сконструированные на основе схем сверхрегенераторов, - просты и надежны, обладают высокой чувствительностью.

Рис.4.8. Схема АМ-радиоприемника на ИС К174ХА10.

Это делает их привлекательными. Однако повышенный уровень шумов, особенно при настройке между станциями (при отсутствии сигнала - несущей частоты), невысокая избирательность и собственное излучение снижают общее впечатление о достоинствах этого типа устройств и их преимуществах над супергетеродинных приемниках. Кроме этого используя современные элементы, например, специализированные ИС удается создавать достаточно малогабаритные и супергетеродинные радиоприемники.

На рис.4.8 представлен вариант схемы АМ-приемника на 27 МГц, со-зданного на базе специализированной микросхемы К174ХА10. Селекгив- i ность (избирательность) обеспечивается используемым в составе приемника пьеэокерамическим фильтром. На входе данного устройства исполь- < зован однотранзисторный УВЧ (по схеме с ОЭ), следующий каскад - совмещенный гетеродин-смеситель, далее - фильтр на 465 кГц и объединенные в одной ИС остальные элементы приемника: усилитель ПЧ, де- ^ тектор и УНЧ. В качестве антенны этого радиоприемника можно использовать телескопическую антенну или толстый медный провод.

Чувствительность приемника - лучше 3 мкВ при соотношении сигнал/шум 15 дб. Селективность зависит от типа фильтра - лучше 25 дб. Мощность УНЧ - 100 мВт.

Элементы для рис.4.8:

R1=100-150K: R2=510-560, R3=150-200. Я4=6.8к, К5=3.3к, К6=1к, R7=300-360, R8=10K, Р9=15к, R10=4.7K, Р11=15к,

C1=50-100. C2=0.1, C3=50-100, C4=0.l. С5=4.3н-6.8н, C6=50-200мкФ. C7=0.1, C8=0.1, С9=47мкФ, С10=47мкФ, C11=0.1. С12=0.1, С13=100-500мкФ, С14=4.7н,

LI - дроссель, например, ДО. 1 100 мкН.

Т1.Т2-КТ3102:

А1 -К174ХА10. Настройка: коллекторные токи Т1 (1-1.5мА) и Т2 (2мА) устанавливаются резисторами R1 и R4, R10 подбирают по минимуму искажений звукового сигнала.

Чувствительность приведенных схем ЧМ- и АМ-радиоприемников может быть повышена применением более сложных схем УВЧ, обеспечивающих больший коэффициент усиления.