ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ПРИЁМНИК КОРОТКОВОЛНОВИКА-НАБЛЮДАТЕЛЯ

Радиомир КВ и УКВ 2003, №5

Приёмник представляет собой супергетеродин с двойным преобразованием частоты, предназначенный для приёма сигналов с амплитудной (AM) и однополосной (SSB) модуляцией в диапазоне 20 м. Не изменяя намоточных данных катушек входного контура, УВЧ и первого гетеродина, с помощью подстроечных сердечников можно настроить приёмник для работы в диапазонах от 15 до 25 м. В диапазоне 20 м любительские радиостанции хорошо принимались в городской квартире на первом этаже на телескопическую антенну длиной около 1 м. Приём был затруднён только в условиях очень плохого прохождения.

Рис.1.

Схема приёмника представляет собой супергетеродин с двойным преобразованием частоты Она состоит из УВЧ на транзисторе КТ368АМ, первого смесителя на микросхеме К174ПС1 с перестраиваемым по частоте гетеродином (рис.1), второго смесителя (рис.2) и АМ/SSB-детектора (рис.3).

Рис.2.

Рассмотрим работу приёмника. ВЧ-сигнал из антенны (рис 1) поступает на входной контур, настроенный на среднюю частоту диапазона, и далее на резонансный УВЧ. Затем усиленный сигнал подаётся на первый смеситель и переносится на первую промежуточную частоту 6,465 МГц. На неё же настроен параллельный контур, состоящий из L5 и конденсатора ёмкостью 300 пФ. Частота первого гетеродина, входящего в состав микросхемы К174ПС1, в небольших пределах перестраивается варикапом КВ109 при помощи двух переменных резисторов ("Настройка грубо" и "Настройка точно"). С выхода первого смесителя сигнал поступает на трёхконтурный полосовой фильтр (рис.2), а затем на второй смеситель (микросхему К174ПС1), на выходе которого выделяется вторая промежуточная частота (465 кГц). Частота второго гетеродина, входящего в состав К174ПС1, стабилизирована кварцевым резонатором на частоту 6 МГц.

Рис.3.

Первую промежуточную частоту приёмника можно выбрать в пределах от 6 до 10 МГц. Если в распоряжении радиолюбителя имеется соответствующий кварцевый резонатор, появляется возможность заменить трёхконтурный полосовой фильтр на пьезокерамический (например, на телевизионный, на частоту 6,5 МГц).

Далее сигнал второй промежуточной частоты поступает на детектор, выполненный на микросхеме К157ХА2 (рис.3), которая предназначена для детектирования сигналов с амплитудной модуляцией. Для детектирования SSB-сигналов с помощью тумблера к выводу 10 микросхемы подключается дополнительный контур, состоящий из катушки L12 и конденсаторов 0,01 мкФ и 3300 пФ.

Переменным резистором сопротивлением 22 кОм, установленным на входе К157ХА2, регулируется амплитуда сигнала, поступающего с выхода второго смесителя. Следует иметь в виду, что SSB-детектор обеспечивает удовлетворительное качество НЧ-сигнала только при определённом уровне входного сигнала. Разумеется, это несколько усложняет настройку на любительские радиостанции.

Конструкция и детали

Питание приёмника осуществляется от стабилизированного источника напряжением 9 В. Напряжение питания микросхемы К157ХА2 - 5 В, поэтому к выводу питания микросхемы подключён гасящий резистор сопротивлением 1,1 кОм. Следует отметить, что даже небольшие пульсации питающего напряжения могут приводить к искажениям принимаемого SSB-сигнала, поэтому в качестве источника питания желательно применять аккумулятор или батарейки.

Микросхемы желательно установить в панельках, что облегчит замену, если возникнут сомнения в их исправности. Кроме того, в процессе налаживания приёмника по максимуму чувствительности желательно подобрать транзистор КТ368АМ и экземпляр микросхемы К157ХА2.

Все элементы детектора, за исключением конденсаторов и катушки дополнительного SSB-контура, необходимо оградить экраном для исключения наводок.

В авторском варианте монтаж проводился по методу, предложенному в [3]. Сторона квадратика - 3 мм, а все точки, имеющие связь с общим проводом, и экран соединены проволочными перемычками с фольгой на обратной стороне текстолитовой пластины, что исключает паразитные наводки. Ширина пластины немного больше длины панелек для микросхем, которые установлены поперёк пластины.

Приёмник смонтирован на двух пластинах длиной по 12 см каждая. На одной расположены УВЧ, первый смеситель и трёхконтурный полосовой фильтр, на второй - второй смеситель и детектор. Последний экранирован по периметру полосками двустороннего стеклотекстолита.

Конденсаторы и катушка SSB-детектора (L12) расположены за экраном. Катушка L12 намотана на четырёхсекционном малогабаритном каркасе с подстроечным сердечником из феррита, экрана не имеет и содержит 60 витков провода диаметром 0,15 мм. Важное значение имеет положение катушки. Она должна быть расположена вертикально, а расстояние до других элементов схемы и до стенок корпуса или экрана должно быть не менее 1,5 см. Если катушку поместить близко к корпусу или закрыть экраном, то качество детектирования ухудшается. Остальные катушки, используемые в приёмнике, намотаны на каркасах диаметром 6...7 мм с подстроечными сердечниками из феррита и имеют следующие намоточные данные:
-L2, L4, L5, L6, L7, L8, L9 - по 18 витков провода диаметром 0,3...0,4 мм (намотка - виток к витку),
- L1, L3, L10 - по 6 витков провода диаметром 0,3...0,4 мм поверх соответствующих обмоток,
- L11 - 80 витков провода диаметром 0,15 мм (внавал).

В авторском варианте катушки экранов не имеют. Если же их экранировать, то число витков следует увеличить примерно в 1,3...1,4 раза.

Остальные детали в приёмнике применены малогабаритные. Переменные резисторы для грубой и точной настройки на частоту и регулировки усиления желательно использовать с линейной зависимостью изменения сопротивления от угла поворота.

При налаживании приёмника для стабилизации частоты первого гетеродина придётся подобрать ТКЕ конденсаторов, входящих в контура гетеродина. Примерный ТКЕ конденсаторов может быть следующим 200 пФ - М1500, 10 пФ - М750, 5 пФ - М75. Для более точной подгонки можно подпаивать параллельно катушке L6 конденсаторы небольшой ёмкости, имеющие разный ТКЕ.

Настройка

Настройка приёмника проводилась без использования специальных приборов, и её описание может пригодиться многим начинающим радиолюбителям. Необходимо лишь иметь авометр для контроля напряжения питания и потребляемого тока.

Для первоначальной проверки схемы и её настройки "шахматную доску" следует взять побольше, со стороной "квадратиков" около 4...5 мм. Детали будут располагаться достаточно свободно, и их будет легко менять в случае необходимости. После окончательной настройки схемы все радиоэлементы можно смонтировать на платах меньшего размера.

Монтаж приёмника рекомендуется начать со схемы детектора (рис. 3). Переменный резистор сопротивлением 22 кОм и катушку L12 на этом этапе можно не устанавливать. При подаче на микросхему напряжения питания, на выходе УНЧ, подключённого к детектору, должен появиться шум, который усилится, если через конденсатор коснуться вывода 1 металлическим предметом или подключить отрезок провода. Напряжение на выводе 11 должно составлять 5 В.

Далее собирается первый смеситель с перестраиваемым гетеродином и УВЧ (рис. 1). Напряжение питания на УВЧ можно не подавать. Вместо катушки L5 и конденсатора ёмкостью 300 пФ припаивается резистор сопротивлением 2 кОм (между выводами 2 и 3), а вывод 2 соединяется со входом детектора, т.е. подключается к пьезофильтру на 465 кГц (рис. 3). Затем к выводу 7 микросхемы К174ПС1 (рис. 1) через конденсатор ёмкостью 100 пФ подсоединяется антенна в виде отрезка провода длиной около 1,5 м, а конденсатор, подключённый к выводу 8, соединяется с общим проводом. Таким образом, на этом этапе получается приёмник с одним преобразованием частоты и промежуточной частотой 465 кГц, который может принимать АМ-сигналы. На смеситель подаётся напряжение 9 В. На выходе УНЧ должен появиться шум эфира и, возможно, сигнал какой-нибудь радиостанции. Если при перемещении сердечника L6 удастся "поймать" сигналы АМ-радиостанций, можно утверждать, что первый смеситель и детектор работоспособны. В противном случае, возможно, неисправна микросхема К174ПС1, и её следует заменить. Обычно при правильной сборке и исправных деталях схема начинает работать сразу.

На этом этапе можно подобрать экземпляр микросхемы К157ХА2 с наибольшей чувствительностью. Для этого следует настроиться на слабый сигнал, и из нескольких микросхем выбрать экземпляр, обеспечивающий наиболее эффективный и качественный приём.

Рис.4.

Затем изготавливается второй смеситель (рис. 2). Его работоспособность проверяют отдельно, подавая однополярное импульсное напряжение амплитудой 9 В и частотой примерно 1000 Гц, которое можно получить от мультивибратора (рис.4). В качестве антенны к выводу 13 микросхемы К174ПС1 (рис 2) припаивается отрезок провода длиной 5..6 см. Модулированный сигнал работающего кварцевого гетеродина на частоте 6 МГц легко обнаружить любым вещательным АМ-приёмником, если антенну последнего поднести поближе к плате смесителя. Переключая диапазоны и вращая ручку настройки вещательного приёмника, можно "поймать" сигнал работающего гетеродина (скорее всего, его гармонику), что укажет на работоспособность схемы Если отыскать сигнал гетеродина не удалось, вместо конденсатора ёмкостью 200 пФ, подключённого к выводам 10 и 12, следует установить КПЕ с максимальной ёмкостью до 300 пФ. Перестраивая КПЕ, пытаются отыскать сигнал гетеродина. После успешного завершения этой процедуры, КПЕ заменяется конденсатором постоянной ёмкости. Если сигнал гетеродина обнаружить не удалось, следует заменить кварцевый резонатор или микросхему. Обычно при исправных деталях и правильном монтаже смеситель работает сразу.

Далее второй смеситель соединяется с детектором. Подав на эти узлы напряжение питания и изменяя положение сердечника L11, добиваются появления на выходе УНЧ максимального шумового сигнала, который увеличивается при подключении через конденсатор отрезка провода длиной около 1 м к выводу 7 микросхемы К174ПС1 второго смесителя. Это говорит о том, что в данном случае приёмник грубо настроен на частоту 6,465 МГц (или 5,535 МГц). На этом этапе можно подключить ко входу второго смесителя трёхконтурный полосовой фильтр. Настройку фильтра проводят в следующем порядке. Сначала подключают правый (по схеме) контур (конденсатор ёмкостью 300 пФ и катушки L9 и L10) и, изменяя положение сердечников катушек, добиваются максимального шума на выходе УНЧ при подключённой к подстроечному конденсатору антенне. Потом через подстроечный конденсатор связи подключается второй контур (с катушкой L8), и его опять подстраивают по максимуму шума (антенна при этом подключена к следующему подстроечному конденсатору). Следует учитывать, что ёмкость конденсатора связи также влияет на настройку контуров. Затем подключают третий контур, и полосовой фильтр настраивается в комплексе.

Следующий этап - подключение ко входу полосового фильтра выхода первого смесителя (рис. 1). Вместо ранее установленного резистора сопротивлением 2 кОм подключается контур (L5 и конденсатор ёмкостью 300 пФ). УВЧ на этом этапе не подключается. Антенна подсоединяется к выводу 7 через конденсатор ёмкостью 100 пФ. Конденсатор, подключённый к выводу 8, соединяется с общим проводом.

При подаче напряжения питания на выходе УНЧ должен появиться шум эфира, который достигает максимума при подстройке L5. Перестраивая индуктивность катушки L6, можно настроиться на вещательную радиостанцию, работающую в диапазоне 19 или 25 м. Возможно, для лучшего приёма придётся увеличить длину антенны. Далее по сигналу какой-нибудь радиостанции подстраивают контура смесителей и полосового фильтра, добиваясь наилучшего качества приёма. Сердечники катушек после завершения настройки фиксируются парафином.

Теперь пришла пора подключить регулятор усиления (переменный резистор сопротивлением 22 кОм, установленный на входе детектора) и контур SSB-детектора (рис. 3). При включении последнего в динамике должны появиться свисты, сопровождающие приём АМ-сигналов. Подключив антенну подлиннее, пытаются поймать радиолюбительские радиостанции, работающие однополосной модуляцией. Если это удалось (что зависит от прохождения и времени суток), то, подстраивая сердечник L12, добиваются наилучшей разборчивости речи.

Регулируя резистором сопротивлением 22 кОм уровень напряжение второй промежуточной частоты, настраивают детектор на наиболее эффективный режим работы.

Следует помнить, что поскольку ширина спектра излучения однополосных передатчиков меньше, чем амплитудно-модулированных, при приёме SSB-сигналов настройку необходимо проводить аккуратно, точно "подгоняя" частоту гетеродина потенциометром "Настройка точно".

В схеме включения К157ХА2 (вывод 4) имеется резистор, отмеченный звёздочкой. Он служит для установки усиления по НЧ, и его сопротивление подбирается при настройке. Целесообразность применения конденсатора, обозначенного пунктиром, определяется, исходя из качества детектирования SSB-сигнала.

Завершающий этап - подключение УВЧ (рис. 1) и последующая настройка контуров, установленных на его входе и выходе, по максимуму чувствительности приёмника. Сначала следует подключить антенну через конденсатор ёмкостью 56 пФ прямо к базе транзистора КТ368АМ, и настроить контур в коллекторе. Затем подключается и настраивается входной контур. Настройка последнего зависит от применяемой антенны.

Ток, потребляемый приёмником без УНЧ - около 30 мА.

На основе описанной конструкции можно изготовить многодиапазонный приёмник для приёма радиостанций с амплитудной и однополосной модуляцией. Практически можно также прослушивать и ЧМ-сигналы на Си-Би-диапазоне (при включённом АМ-детекторе), хотя разборчивость при этом оставляет желать лучшего. Если же в состав приёмника включить отдельный ЧМ-детектор на микросхеме К174ХА26, подключив его к выходу тракта первой ПЧ (6,465 МГц), станет возможен полноценный ЧМ-приём. Для этого, используя описанную технологию, отдельно для каждого диапазона изготавливаются первый смеситель с перестраиваемым гетеродином и УВЧ. Размеры таких модулей - примерно 2,5..3 на 7..8 см. Для переключения диапазонов в этом случае подойдет обыкновенный галетный переключатель с 4 секциями, которые будут соответственно переключать цепи антенны, напряжения питания, настройки и выхода первой ПЧ.

В заключение следует отметить, что иногда, при неудачном сочетании параметров катушки и конденсаторов первого гетеродина (рис. 1), возможно "вибрирование" частоты, что резко снижает качество SSB-детектирования. В случае появления такого эффекта, необходимо заменить конденсаторы или переделать катушку L6. В целом же, настройка приёмника особых трудностей не вызывает, и, если монтаж выполнен без ошибок, а детали исправны, успех гарантирован.

В.ХОДЫРЕВ, г.Пермь.

Литература

1. Горбатый В. И. Любительские УКВ-радиокомплексы, 1984

2. Булычев А. Л. , Галкин В. И. , Прохоренко В. А. Аналоговые интегральные схемы Справочник - Минск Беларусь, 1985

3. В. Ходырев. "Шахматная доска" для макетирования - Радиомир, 2001, N11

BACK