Гетеродин схема – Кварцевый гетеродин на полевом транзисторе — 22 Декабря 2014 — Блог

Практическая схема | Шаг за шагом

Рассмотрев назначение и принцип действия отдельных узлов супергетеродина (рис. 134), познакомимся с его практической схемой и приступим к постройке самого приемника.

При постройке супергетеродина мы воспользуемся уже имеющимся у нас выпрямителем и усилителем НЧ (панели НЧ и БП), а преобразователь частоты вместе с выходными контурами соберем на панели ВЧ, установив на ней дополнительно четыре каркаса для контуров — один для КВ входного контура и три для ДВ, СВ и КВ контуров гетеродина. Заново нам нужно будет изготовить лишь панель усилителя промежуточной частоты — панель ПЧ (чертеж 3).

Все узлы (панели) супергетеродина легко разместятся на деревянной раме, схемы которой приведены на том же чертеже. Общий вид собранного супергетеродинного приемника показан на чертеже 1. На чертеже 16 приведена принципиальная, а на чертеже 17 монтажная схема высокочастотной части супергетеродина, то есть той части, которая начинается с антенны и заканчивается детектором. Схемы усилителя НЧ и выпрямителя остаются такими же, какими они показаны на чертежах 9 и 12.

Во входной цепи супергетеродина используются те же контуры, что и в детекторном приемнике, и схема их включения так же остается почти без изменений. Отличие состоит лишь в том, что высокочастотное напряжение с контуров подается не на детектор, а на первую управляющую сетку преобразовательной лампы 6И1П (Л1).

Кроме того, во входную цепь супергетеродина вводится коротковолновый контур L5 L6С4, который подключается так же, как длинноволновый и средневолновый контуры. Сразу же отметим, что во всех контурах приемников лучше всего применять подстроечные конденсаторы емкостью 6—25 пф или 8—30 пф. хотя не исключается применение других конденсаторов, особенно с большей максимальной емкостью.

В приемнике применена индуктивная связь с антенной, облегчающая получение равномерной чувствительности в пределах каждого диапазона. Для упрощения входной цепи можно применить и емкостную связь с антенной (см. пунктирную линию на схеме). В этом случае можно будет исключить катушки L1 L3 и L5, а в переключателе диапазонов обойтись одной платой с тремя подвижными контактами (П П и П, см. чертеж 23).

С входного контура напряжение ВЧ подается на сетку лампы через конденсатор небольшой емкости С6. Этот конденсатор нужен для того, чтобы источник напряжения АРУ не оказался замкнутым через сравнительно небольшое сопротивление одной из катушек входного контура L2 L4 или L6.

Гетеродин собран на триодной части лампы 6И1П (Л1). В цепь управляющей сетки лампы включен колебательный контур, который на всех диапазонах настраивается одной из секций (С10) сдвоенного блока конденсаторов переменной емкости. Кроме того, в контур входит одна из катушек индуктивности — L7 L9 или L11 с подключенным к ней подстроечным конденсатором С12, С13 или С14 и один из сопрягающих конденсаторов С15, С16 или С17. Сопрягающий конденсатор, как это и требуется, включен в контур последовательно между конденсатором настройки и соответствующей контурной катушкой. Катушки L7, L9, L11 вместе с сопрягающими и подстроечными конденсаторами подключаются к конденсатору настройки, а следовательно, и к сетке лампы, с помощью подвижного контакта секции П1в переключателя диапазонов.

Коммутация (переключение) катушек обратной связи L7, L9 и L11 осуществляется несколько иначе. Дело в том, что через катушку обратной связи подается постоянное напряжение на анод гетеродина, и поэтому по этой катушке проходит постоянный анодный ток (около 5—6 ма). Если катушки обратной связи подключать к аноду лампы поочередно, так же как подключаются к сетке контурные катушки, то во время переключения диапазонов будет происходить разрыв цепи постоянного тока, в результате чего могут «подгореть» контакты переключателя.

Во избежание этого все катушки обратной связи соединяются последовательно. На коротких волнах переключатель П1г замыкает накоротко катушки L8 и L10 (длинные и средние волны), и, таким образом, фактически остается включенной только катушка L12. На средних волнах закорачивается только длинноволновая катушка обратной связи L8. При этом в цепь обратной связи включены последовательно две катушки — коротковолновая L12 и средневолновая L10. Поскольку катушка L12 имеет намного меньше витков, чем катушка L10 (см. намоточные данные катушек), то влиянием L12 на работу гетеродина на средних волнах можно пренебречь.

Аналогично можно пренебречь влиянием катушек L12 и L10 при работе на длинных волнах, когда в цепь обратной связи включены все три катушки.

В ряде промышленных и любительских приемников коммутация «закорачиванием» (лист 165) осуществляется не только для катушек обратной связи, но и для входных и гетеродинных контурных катушек. Используя катушки от этих приемников, нужно сохранять и систему коммутации.

В цепь управляющей сетки гетеродина включено сопротивление автоматического смещения R2 (лист 138). Величина этого сопротивления очень сильно влияет на работу гетеродина: чем больше R2, тем больше отрицательное смещение на сетке, тем, следовательно, меньше переменное напряжение Uг~, развиваемое гетеродином. Величина этого напряжения зависит также и от емкости конденсатора С11, через который переменное напряжение поступает на сетку лампы. Кроме того, режим работы гетеродина определяется числом витков катушек обратной связи, расстоянием между этими катушками и соответствующими контурными катушками, а также сопротивлением развязывающего фильтра R6, от которого зависит величина постоянного напряжения на аноде триода.

С сетки триода напряжение Uг~ подается на вторую управляющую сетку гептода. Поскольку обе эти сетки соединены между собой непосредственно, а не через конденсатор, то на них действует одно и то же напряжение отрицательного смещения, которое образуется на сопротивлении R2. Это сопротивление выполняет роль утечки для обеих сеток.

В анодную цепь преобразователя частоты (гептодная часть лампы 6И1П) включен двухконтурный фильтр L13С21, L14С22, настроенный на частоту 465 кгц (промежуточная частота). Со второго контура этого фильтра сигнал ПЧ подается на управляющую сетку пентода 6К4П (L2), который используется в качестве усилителя ПЧ. Через катушку L14 на управляющую сетку Л2 подается также напряжение АРУ.

Анодной нагрузкой усилителя ПЧ служит контур L15С23, с которого с помощью катушки связи L16 высокочастотный сигнал передается на детектор. Детектор выполнен на полупроводниковом диоде Д1 (можно применить любой точечный полупроводниковый диод) по обычной последовательной схеме (рис. 109). С нагрузки детектора напряжение низкой частоты через конденсатор С27 поступает на усилитель НЧ, а на сетки высокочастотных ламп Л1 и Л2 через фильтр АРУ (R9С25) подается регулирующее напряжение — UАРУ. На сетку Л1 напряжение АРУ подается по параллельной схеме, а на сетку Л2— по последовательной (лист 171).

Для того чтобы между преобразователем частоты и усилителем ПЧ не возникала обратная связь, в цепь АРУ включен развязывающий фильтр R3С7. Сопротивление включается для того, чтобы первая управляющая сетка лампы Л1 не оказалась соединенной с катодом (с «землей») через конденсатор С7.

Развязывающие фильтры включены также в анодные цепи всех ламп (R5С9, R8С20 и R6С18). Постоянное напряжение на экранные сетки ламп Л1 и Л2 подается через гасящие сопротивления R4, R7.

На чертежах 10 и 11 приведена упрощенная схема нашего супергетеродина, на которой показаны пути прохождения токов по различным цепям, а также напряжения на некоторых участках.

Упрощение схемы в основном заключается в том, что приемник показан как однодиапазонный. Поэтому на схеме отсутствует переключатель П1, контурные катушки СВ и КВ диапазонов, а также все подстроечные конденсаторы. На схеме не показан регулятор тембра, сетевой предохранитель, выключатель сети и конденсатор С32. Все детали пронумерованы в полном соответствии с принципиальными схемами узлов приемника (чертежи 9, 12 и 16).

На чертежах 10 и 11 красными линиями показаны пути переменных токов, а зелеными — постоянных. Пунктирные линии соответствуют некоторым ответвлениям того или иного тока. Толщина линий в какой-то степени пропорциональна величине тока.

Аналогично красным и зеленым цветом изображены графики постоянных и переменных напряжений или составляющих какого-либо напряжения. Желтые стрелки показывают, между какими точками это напряжение измеряется.

При обозначении напряжений и токов используются следующие сокращения: а — анодный, э — экранный, с — сеточный, к — катодный, н — накальный, в — выпрямленный, см — смещение, сеть — сетевой, вч — высокой частоты (частота принимаемой станции), пч — промежуточной частоты, нч — низкой частоты, г — гетеродинный, зв — звуковой катушки громкоговорителя, пульс — пульсаций, II — на вторичной (повышающей) обмотке силового трансформатора, д — детекторный, ару — системы автоматической регулировки усиления. Цифра, стоящая после индекса, указывает порядковый номер лампы, к которой относятся токи и напряжения.

Некоторые обозначения напряжений помечены штрихами, которые приближенно характеризуют величину напряжения. Чем больше штрихов, тем больше и напряжение.

oldradiogid.ru

Радиосхемы. — Синхронный гетеродинный УКВ\ЧМ приемник

Синхронный гетеродинный УКВ\ЧМ приемник

категория

Радиоприемные устройства

материалы в категории

А. СЕРГЕЕВ, г. Сасово Рязанской обл.
Журнал Радио, 2000 год, №4

От редакции: Усложнение конструкции этого приемника по сравнению с популярными у радиолюбителей простыми синхронными УКВ ЧМ приемниками, по мнению автора, оправдано улучшением основных характеристик: чувствительности и устойчивости работы.

Описываемый здесь приемник УКВ ЧМ сигналов для диапазона 65.8…73 МГц. отличается от ранее опубликованных большей чувствительностью и отсутствием таких свойственных им характерных недостатков, как нестабильность настройки и самопроизвольная перестройка на более сильный сигнал соседнего канала. Чувствительность синхронных гетеродинных приемников ограничивается тем. что «дрейф нуля» усилителя постоянного тока воздействует на узел управления частотой гетеродина и вызывает нестабильность настройки приемника. В разработанной автором конструкции она уменьшена за счет того, что вместо усилителей постоянного напряжения используются усилители переменного напряжения, достигнуто уменьшение «дрейфа нуля», что позволило увеличить чувствительность приемника, которая теперь составляет около 8 мкВ. Кроме того, изменение напряжения на узле управления частотой гетеродина уменьшается амплитудным ограничителем ZL1, поэтому под действием управляющего напряжения частота гетеродина не будет изменяться более чем на 100 кГц. Таким образом, исключается самопроизвольная настройка на соседнюю по частоте радиостанцию.

Схема структурная

Приемник потребляет ток около 34 мА. Его структурная схема изображена на рис. 1. Принимаемый сигнал от антенны через двухзвенный фильтр нижних частот Z1 и усилитель высокой частоты А1 поступает на сигнальный вход смесителя U1. На другой его вход поступает напряжение гетеродина G2. Если частоты сигнала и гетеродина не равны, то иа выходе смесителя образуется переменное напряжение биений, которое через фильтр нижних частот Z2, усилитель низких частот А2. сумматор A3 и амплитудный ограничитель ZL1 подается на узел управления частотой гетеродина U5 и изменяет частоту гетеродина G2 таким образом, что мгновенная разность частот сигнала и гетеродина уменьшается примерно до 72 Гц. Это значение частоты определяется нижней границей полосы пропускания усилителя низких частот А2.

Сигнал с выхода ФНЧ Z1 поступает также на сигнальный вход модулятора U2, на второй вход которого поступает переменное напряжение прямоугольной формы частотой 20 кГц от вспомогательного генератора низкой частоты G1.

В результате на выходе модулятора образуется модулированное по амплитуде высокочастотное напряжение, которое через усилитель высокой частоты А4 поступает на сигнальный вход смесителя U3 (fc), на второй вход которого поступает напряжение от гетеродина G2 (fg). На выходе смесителя появляется переменное напряжение частотой 20 кГц. модулированное по амплитуде колебаниями разностной частоты (т.е. частоты биений fb = fc — fg). которое через фильтр нижних частот Z3. усилитель низких частот А5 поступает на сигнальный вход демодулятора U4.

На второй вход демодулятора поступает переменное напряжение с частотой 20 кГц от генератора G2. На выходе демодулятора формируется переменное напряжение, частота которого равна мгновенной разности частот сигнала и гетеродина, затем оно через двухзвенный фильтр нижних частот Z4. сумматор A3 и амплитудный ограничитель ZL1 поступает на узел управления частотой гетеродина U5 и изменяет частоту гетеродина G2 таким образом, что система ФАПЧ приемника переходит из режима биений в режим удержания. Разность частот сигнала и гетеродина, при которой происходит переход в режим удержания, определяется частотой среза фильтра Z2 и составляет 10.6 кГц (при минимальном сигнале).

Таким образом, при работе системы ФАПЧ в режиме удержания (синхронизации) быстрые уходы частоты (72 Гц < f < 10,6 кГц) компенсируются каналом, состоящим из ФНЧ Z1. усилителя высокой частоты А1 . смесителя U1, фильтра нижних частот Z2. усилителя низких частот А2, сумматора A3, амплитудного ограничителя ZL1, узла управления частотой U5 и гетеродина G2.

Медленные уходы частоты (< 330 Гц) компенсируются каналом, состоящим из модулятора U2, усилителя высокой частоты А4, смесителя U3, фильтра нижних частот Z3. усилителя низких частот А5, демодулятора U4, фильтра нижних частот Z4 и генератора G1. Переменное напряжение звуковых частот (72 Гц < fz < 10.6 кГц), пропорциональное отклонению мгновенного значения частоты сигнала на входе приемника, с усилителя низких частот А2 поступает на выход приемника.

Динамические характеристики системы ФАПЧ определяются амплитудой входного сигнала и формой АЧХ фильтра нижних частот Z2. который представляет собой однозвенную RC-цепь. Форма АЧХ разомкнутой системы ФАПЧ приближена к форме АЧХ звена первого порядка, поэтому система ФАПЧ работает в режиме синхронизации при достаточно большом диапазоне амплитуд входного сигнала. Приемник не имеет системы АРУ, поэтому при очень большой амплитуде входного сигнала система ФАПЧ самовозбуждается (режим квазисинхронизма). Но и в этом случае приемник сохраняет работоспособность, так как самовозбуждение системы ФАПЧ не отражается на качестве выходного сигнала (частота автоколебаний в системе ФАПЧ оказывается выше 50 кГц).

Избирательность приемника по соседнему каналу определяется параметрами ФНЧ Z2. а избирательность по паразитным каналам приема (на гармониках гетеродина) — параметрами фильтра нижних частoт Z1.

Схема электрическая принципиальная

Для увеличения кликните по изображению (откроется в новом окне)

Принципиальная схема приемника приведена на рис. 2. Сигнал от антенны через разделительный конденсатор CI и ФНЧ. образованный конденсаторами С2 — С4 и катушками L1.12. поступает на УПЧ. выполненный на транзисторе VT1. Этот усилитель служит для уменьшения проникновения колебаний гетеродина во входную цепь, усиление его невелико и составляет Ку < 5. Транзистор включен по схеме с общей базой, что обеспечивает высокую линейность УВЧ и способствует повышению помехоустойчивости приемника (по аналогичной схеме выполнен и УВЧ на транзисторе VT4). Характеристическое сопротивление фильтра Z1 близко к 75 Ом. а его частота среза — 75 МГц.

Элементы R6. С8. R8. С9 образуют фазовращатель, который сдвигает фазу высокочастотного напряжения, поступающего на смеситель, выполненный на транзисторе VT2. на несколько десятков градусов. Это нужно для повышения чувствительности приемника. Дело в том. что в режиме удержания (синхронизации) фазовый сдвиг колебаний сигнала и гетеродина, поступающих на смеситель VT5. близок к 90. В то же время за счет задержки высокочастотного сигнала в модуляторе VT3 фазовый сдвиг между колебаниями сигнала и гетеродина на входах смесителя VT2 может отличаться от 90°. При приеме слабых частотно-модулированных сигналов с большой девиацией частоты это может привести к кратковременным срывам синхронизации в моменты максимального отклонения частоты. Цепь, состоящая из элементов R6. С8. R8. С9. обеспечивает дополнительную задержку высокочастотного сигнала, что позволяет установить на входах смесителя VT2 фазовый сдвиг колебаний около 90°.

Построение фильтров нижних частот Z2 и Z3 (соответственно на элементах R10. С12 и R26. С29) и усилителей низких частот А2 и А5 (на микросхемах DA1 и DA3) обоих каналов одинаково и отличается только номиналами используемых элементов. Низкочастотный сигнал снимается с выхода DA1. элементы R11, С15 служат для коррекции высокочастотных предыскажений.

Функции сумматора A3 и амплитудного ограничителя ZL1 выполняет микросхема DA2. Модулятор U2 выполнен на транзисторе VT3, а демодулятор U4 — на транзисторе VT6. Роль фильтра нижних частот Z4 выполняют элементы R30, СЗ0. R31. С31. Эмиттерный повторитель на транзисторе VT7 уменьшает влияние сумматора на параметры фильтра нижних частот. Узел управления частотой U5 выполнен на варикапе VD1, гетеродин G2 — на транзисторах VT8, VT9. а вспомогательный генератор низкой частоты G1 — на микросхеме DD1.

Крутизна узла управления частотой Sγпр ~ 35 кГц/В. поэтому при девиации частоты (f = 50 кГц) напряжение звуковой частоты на конденсаторе С19 составляет около 1.5 В. а на выходе приемника (на С15) — около 0.3 В.

Настройку приемника на частоту радиостанции производят изменением индуктивности катушки гетеродина L3.

Приемник собран в корпусе из листового дюралюминия. При его изготовлении использовался навесной монтаж. Гетеродин заключен в экран, кроме того, соединен с конденсаторами С19 (цепь управления), С41 (питание) и с затворами транзисторов VT2 и VT5 (сигнал гетеродина) отрезками телевизионного коаксиального кабеля. На всякий случай экранирован провод, соединяющий вывод 10 DDI с затвором транзистора VT3, но это не обязательно.

Детали

В устройстве могут быть использованы постоянные резисторы МЛТ-0.125. конденсаторы — керамические, например. КТ или КМ. Конденсаторы С2 — С4, С37 — С39, С42, С43 должны иметь малый ТКЕ. Оксидные конденсаторы — любого типа.

В качестве транзисторов VT1, VT4, VT8 и VT9, кроме рекомендованных на схеме, можно использовать и другие сверхвысокочастотные соответствующей структуры и с граничной частотой более 900 МГц. емкостями переходов не более 2 пФ и малой постоянной времени цепи ОС (не более 10… 15 пс). Для транзисторов VT1 и VT4 особенно важны значения постоянной времени цепи ОС и коэффициент шума. В случае необходимости их замены подойдут КТ368, КТ3109, КТ325, КТ355, КТ372 с буквенными индексами, соответствующими указанным выше параметрам. В качестве VT6 и VT7 можно использовать любые высокочастотные соответствующей структуры: КТ312. КТ3102. КТ3107 с любыми буквенными индексами и др. Вместо К157УЛ1А (DA1 и DA3) можно использовать К157УЛ1Б, К157УД2 (DA2) вполне заменит любой операционный усилитель общего применения, способ ный работать при указанном на схеме напряжении питания. В качестве VT2, VT3, VT5 подойдут КП327 с другими буквенными индексами.

Катушки L1 — L3 намотаны на каркасах с внешним диаметром 6 мм проводом ПЭЛ-1 0.45 мм и содержат по пять витков. Их индуктивность регулируется латунными подстроечникоми с резьбой М5.

При правильном монтаже и исправных радиодеталях настройка приемника предельно проста. Нужно переменным резистором R12 установить на конденсаторе С19 напряжение +4.5 В. а затем, вращая подстроечник катушки L3. настроить приемник на радиостанцию, добиваясь наилучшего качества звука. При наличии помех, возможно, потребуется поточнее настроить границу ФНЧ подстроечника-ми катушек L1 и L2. Для уменьшения взаимоиндукции эти катушки следует расположить так. чтобы оси были перпендикулярны.

Параметры приемника можно улучшить. Например, увеличить подавление паразитных каналов приема на гармониках гетеродина, применив на входе приемника трехзвенный ФНЧ. Но в этом случае катушки фильтра желательно экранировать.

За счет уменьшения сопротивления резистора R13 удается увеличить ширину полосы захвата на звуковых частотах и таким образом примерно в два раза повысить чувствительность приемника. Но здесь требуется большая точность в настройке гетеродина. К сожалению, при этом ухудшается отношение сигнал/шум на выходе приемника. Придется выбирать, что в конкретных условиях приема более важно.

radio-uchebnik.ru

Кварцевый гетеродин на полевом транзисторе — 22 Декабря 2014 — Блог

Кварцевый гетеродин на полевом транзисторе

С той поры минули годы, сильно изменилась как сама компонентная база, так и схемотехника радиоаппаратуры, в частности и кварцевых генераторов. На смену лампам и биполярным транзисторам пришли полевые транзисторы различных структур, позволяющие решать задачи, о которых раньше можно было лишь мечтать. Автор, в своё время, экспериментируя, пришёл к схеме простого кварцевого генератора на полевом транзисторе [ 1, 2, 3].

Была отмечена предельная простота, надёжность и высокие показатели таких кварцевых генераторов, их способность работать в широком диапазоне питающих напряжений, что позволило, например в портативном CW/SSB приёмнике отказаться от стабилизации напряжения питания и повысить экономичность устройства [ 2 ]. Кварцевый генератор [ 1, 2, 3] (Рис. 1) работал или на основной или на третьей гармонике применяемых кварцевых резонаторов, что ограничивает область применения таковых, при доступных кварцевых резонаторах, частотами, примерно, 60 МГц. Попытки применения генератора с использованием пятой гармоники успеха (с доступными резонаторами) не имели: выходное напряжение было катастрофически малым. На мой взгляд, это получается из-за того, что кварцевый резонатор в этой осцилляторной, не имеющей специальной цепи обратной связи, схеме (Рис.1) возбуждается на основной частоте (на что уходит львиная доля мощности генератора) с набором гармонических составляющих, убывающих по амплитуде с увеличением номера гармоники. Контуром L1C1 выделяется напряжение нужной гармоники (1, 3 – чётные гармоники ослаблены), естественно, что амплитуда напряжения гармоник с более высоким номером будет мизерной. Несколько видоизменим схему генератора.

 

 

 

Для устранения нежелательных фазовых сдвигов, уменьшения уровня шумов и повышения предельной рабочей частоты генератора, упраздним цепочку R2C3 в цепи истока ПТ VT1 (Рис. 1)., одновременно, для гашения колебаний основной частоты (1 гармоники кварцевого резонатора) добавим резистор R1 и катушку L1 – для обеспечения фазовых соотношений в генераторе только на частоте необходимой гармоники (Рис. 2), контур L2C1 выполняет здесь ту же функцию выделения напряжения, что и в генераторе на Рис. 1, но для той гармоники, на которую настраивается последовательный контур L1Скв, где Скв – ёмкость кварцедержателя ZQ1, включенная с L1 последовательно. Настраивая контуры L1Скв и L2С1 в резонанс на нужную гармонику кварцевого резонатора, получаем генератор, способный работать на частотах выше 100 МГц. Такой генератор не имеет в выходном сигнале напряжения основной гармоники и называется, поэтому, обертонным. Для обеспечения подавления 1 гармоники и повышения выходного напряжения, возможно применения этого генератора и на 3 гармонике, однако, основной интерес к этой схеме должно проявить, так как она надёжно работает на 5 и 7 гармониках резонаторов.

 

 

 

Покупной резонатор на 15,000 МГц (1 гармоника) был запущен в схеме Рис.2 сначала на частоте 75 МГц – 5 гармонике, затем 105 МГц – на седьмой, отмечена обычная особенность генераторов на гармониках: возбуждаться выше расчётной (по 1 гармонике) частоты, так, — точная частота генерации на седьмой гармонике резонатора 15 МГц составила 105,0404 МГц. Поскольку в обертонный генератор входят и катушки индуктивности L1 и L2 (для повышения добротности контура в цепи стока VT1 контурный конденсатор С1 не использовался), то их добротности и стабильности нужно уделить особое внимание – для эксперимента были взяты унифицированные катушки ШИ4778003 по ТУ радиостанции “Кама — С”.

 

Катушки имеют каркасы диаметром 10 мм с сердечниками из карбонильного железа МР3 с резьбой М6 х 0,75, на каркасах имеется канавка, в которую с шагом положены 7 витков провода ПСР 0,51, имеется отвод от середины, катушки экранированы. Подключение катушек полностью (выводы 1-4 (Рис.3)) позволило, перемещая сердечники, настроить контуры сначала на 75 МГц (5 гармоника), а затем, полностью вывернув сердечники, и на 105 МГц (7 гармоника). Измерение частоты генератора, смонтированного на небольшой макетной платке, производилось частотомером MASTECH MS6100, катушка связи от которого, одевалась поверх L2, с которой был снят экран (L1 – в экране). Подпаяв другой резонатор, — обертонный на 56 МГц (частота 3 гармоники), я, вставив сердечники внутрь каркасов катушек, настроил генератор на частоту 93,3333 МГц, предполагаемую частоту 5 гармоники относительно основной 56 : 3 х 5 = 93,3333 МГц, но генератор “включился” несколько ниже, видимо, сказался, учтённый в обозначении на корпусе резонатора, уход частоты вверх в обертонном кварце. Индуктивности катушек были явно большими для частоты 7 гармоники и их пришлось переключить на отводы выводами 1-3 (или 4-3), вращая сердечники катушек, я получил генерацию на частоте 130,6377 МГц (!!!), что также ниже расчётных по первой гармонике (56 : 3 х 7 = 130,6666 МГц). Но генератор работает, чем не подспорье и повод к мыслям о замене тех “ламповых” 130 МГц!

С одной стороны, это говорит о том, чтобы ещё раз подвергнуть ревизии, имеющиеся у радиолюбителя кварцевые резонаторы и оценить возможность их применения в конструкциях, пересчитав частоты, например, обертонных, относительно их основной (первой) гармоники и с учётом работы на гармониках, включая седьмую (составить таблички на имеющиеся резонаторы). С другой стороны, не пора ли от многокаскадных гетеродинов, например, на “двойку” переходить к однокаскадным, а на более высокочастотных диапазонах сократить количество каскадов гетеродинов, что позволит упростить аппаратуру, почистить спектр излучаемых ею сигналов, снизить её габариты, энергопотребление и вес. Уменьшение числа каскадов гетеродина и кратности умножения частоты улучшает спектральную чистоту напряжений как самих генераторов, так и устройств, куда эти генераторы входят, в целом; уменьшается фазовый шум. Деление частоты такого генератора, скажем, для применения на КВ, казалось бы, должно было ешё улучшить последний показатель, но, как правило, из-за неоптимальной конструкции делителя, отсутствия должных: экранировки, развязки и согласований и вносимых делителями специфических помех, это преимущество остаётся, в большинстве своём, теоретическим.

Несколько конструктивных особенностей генератора: для устранения побочных связей катушки L1 и L2 должны быть изолированы друг от друга по полю, т. е., между ними должен быть экран, для устранения подвозбуждений генератора, что повлечёт за собой искажение формы выходного напряжения генератора и ухудшение спектральной чистоты его выходного напряжения (в простейшем случае, хотя бы одна из катушек, например, L1 должна иметь экран). Генератор следует исполнять с соблюдением правил СВЧ монтажа, причём, такие требования становятся актуальными в прямой геометрической прогрессии относительно роста частоты. Катушка L1 должна обязательно подстраиваться сердечником (из материала, работающего на частоте генерации), в противном случае, подбор индуктивности этой катушки может оказаться трудоёмкой операцией, хотя вариант с бескаркасной катушкой и подстройкой её перемещением витков относительно друг друга, при настройке, исключать не следует. Контур L2C1 может подстраиваться как сердечником с достаточно низкой величиной проницаемости 5ВЧ…20ВЧ, в зависимости от рабочей частоты, с упразднением С1, так иметь и бескаркасную конструкцию катушки с подстройкой частоты с помощью С1 или раздвиганием/сжатием витков катушки L2, при упразднении С1, во всех случаях экранировка между “входом” и выходом генератора обязательна. Катушки, не имеющие сердечников, обладают значительным полем рассеяния, поэтому, с одной стороны, они должны располагаться на плате горизонтально и как можно ближе к подстилающей поверхности земляной фольги, что благоприятно скажется на уменьшении излучения катушки, с другой стороны – такое размещение ухудшает добротность катушки и все дестабилизирующие факторы, например, вибрация фольги, в большей степени, негативно скажутся на настройку контура, нужен разумный компромисс. В качестве активного элемента в генераторе применён полевой транзистор КП303Е, который может быть заменён аналогичными из серии КП307 или КП312. Чем выше применяемая частота в генераторе, тем короче должен быть вывод истока транзистора. “Снимать” напряжение гетеродина на смеситель можно как с отвода катушки L2 (автотрансформаторно), так и с помощью катушки связи, размещённой у “холодного” конца L2 (в обоих случаях, — 1…2 витка). Выходное напряжение гетеродина можно регулировать и изменением напряжения его питания. Несмотря на то, что частота кварцевого генератора (гетеродина) (Рис. 2), при изменении напряжения питания, меняется не столь драматично (см. Табл. 1), питать генератор, всё же, для достижения высокой стабильности, желательно, через стабилизатор напряжения (например, маломощный регулируемый, — на LM317L).

Табл. 1

Влияние напряжения питания на частоту кварцевого генератора (Рис. 2)

Напряжение питания, В

Частота генератора, кГц

12

105043,7

11

105043,5

10

105043,1

9

105042,7

8

105042,0

7

105041,3

6

105040,4

 

 

Минимальное напряжение, при котором возбуждается генератор находится вблизи 3,9 В, максимальное – зависит от прочности транзистора VT1. При напряжении питания 10…12 В от генератора можно получить Uвых до нескольких вольт. При уменьшении напряжения питания Uвых снижается. Стабильность генератора в целом зависит не только от стабильности напряжения питания, но и от добротности и стабильности его катушек индуктивности (механической и температурной), следует уделить этому повышенное внимание: катушки мотаются серебрёным проводом, в крайнем случае, простым обмоточным без снятия изоляции (не лудить!). Готовый генератор следует несколько раз подвергнуть циклу нагрева не выше 100º С в духовке и охлаждению в холодильнике, соотношение в циклах не менее 1 : 10, соответственно, для снятия механических напряжений. Резистор R1 (Рис. 2) должен быть безиндуктивным (подойдут типа МЛТ, МОН), номиналом ниже 1 кОм, критерий надёжная блокировка возникновения колебаний 1 гармоники кварцевого генератора. Ток, потребляемый генератором, при испытательном напряжении 6 В, составил 5,9 мА.

Если в готовой аппаратуре ощущается нехватка напряжения с кварцевого гетеродина, например, в связи с переделкой смесителя на более высокоуровневый, то, пересмотрев формирование частоты гетеродина на основе предложения, высказанного в этой статье, можно высвободить последний каскад умножителя, перевести его в усилительный режим и с минимальными переделками достигнуть поставленной цели. При необходимости заставить предлагаемый кварцевый генератор работать на низкоомную нагрузку необходимо добавить буферный каскад на полевом транзисторе, например, КП902, КП907, можно и на биполярных, но, во всех случаях, желательно тщательное согласование между каскадами и линейный режим работы дополнительного усилителя.

Настройка генератора довольно проста: сначала, параллельно кварцевому резонатору ZQ1 (Рис. 2) подключаем ГСС с установленной на нём частотой необходимой гармоники. Настраиваем контур L2C1 на максимум показаний, например, резонансного волномера, расположенного рядом с катушкой этого контура, затем отключаем ГСС. Вращая сердечник катушки L1, добиваемся появления генерации, о чём свидетельствуют показания волномера. С выходом генератора связываем частотомер и по максимальным показаниям волномера и контролю частоты на частотомере последовательными (несколько раз): вращением сердечника катушки L1 и коррекцией настройки контура L2C1 окончательно настраиваем генератор. Если генератор не возбуждается во всех положениях сердечника катушки L1, то либо: в генераторе применён дефектный кварцевый резонатор, либо предел изменения индуктивности катушки L1 не допускает настройку контура L1Cкв на частоту нужной гармоники, либо предварительно рассчитанная частота настройки контура L2C1 оказалась неверной (напоминаю, что частоты генерации резонаторов на высших гармониках смещаются вверх, относительно указанной на корпусе резонатора частоты первой гармоники и могут оказаться ниже расчётного значения частоты гармоники рассчитанной через первую гармонику у обертонного резонатора. Пример: на корпусе обертонного (третья гармоника) резонатора указана частота 56,0 МГц, делим на три, частота первой гармоники по расчёту составит 18,666 (в периоде) МГц, ожидаемая по расчёту частота седьмой гармоники будет 18,666 х 7 = 130,666 МГц, реально генератор возбудился на частоте 130,6377 МГц, ниже по частоте, что даёт повод сделать заключение о том, что уход частоты резонатора при возбуждении на 3 гармонике вверх был учтён в маркировке и частота 56,0 МГц получена с резонатором, имеющим частоту первой (основной) гармоники ниже 18,666 МГц). Об этом нужно помнить и при повышенном требовании к точности установки частоты, нужно специально подбирать резонаторы и устанавливать в небольших пределах частоту генерации путём небольшой расстройки контуров генератора или изменением напряжения его питания.

Подбор связи со смесителем следует осуществлять или с помощью подстроечного конденсатора, включенного между отводом катушки (который тоже можно двигать в пределах 1…2 витков) и гетеродинным входом смесителя (конденсатор на рисунках не показан) или путём изменения расстояния между катушкой L2 и катушкой связи, подключенной к гетеродинному входу смесителя. Внесённую расстройку контура L2C1 во всех случаях необходимо компенсировать.

Несмотря на неоднозначность подхода к преимуществу кварцевых гетеродинов, работающих на гармониках кварцевых резонаторов, без умножения частоты, следует сказать несколько слов в их защиту. Несколько меньшая стабильность (из-за наличия катушки L1, например) частоты генератора по схеме Рис.2 окупается, относительно Рис.1 тем, что меньшая нестабильность последнего после умножения частоты во столько же раз умножается, приближаясь к нестабильности первого, фазовый шум (все подёргивания частоты), вызванный, как процессами внутри транзистора генератора, так и факторами изменения питающего напряжения генератора и наводками на него в схеме с генератором на Рис. 1 и умножителями будет также умножены, плюс вложенный белый шум, который усиливается всеми каскадами, следующими за генератором (и собственные шумы этих каскадов), искажение формы сигнала генератора приводит к появлению новых нежелательных частот, которые при умножениях производят новые… Частота генерации самого генератора, хоть в ослабленном виде, тоже проходит к смесителю, что, в конечном итоге, сильно снижает динамический диапазон последнего. Другое дело, когда мы имеем дело с одной частотой в гетеродине, да ещё кварцевом, где фазовый шум не умножается, если не применяется усилитель, то и белый шум будет иметь минимальный уровень, выбор режима работы транзистора (не “ голодный ”), с умеренным током стока и применение двух контуров, настроенных на частоту гармоники будут гарантировать отличную форму сигнала гетеродина, останется только правильно согласовать гетеродин со смесителем: по напряжению и импедансу.

 

radiolubitel.moy.su

2.1.2. Структурные схемы приемников | RadioUniverse

Простейший из возможных типов KB приемников — приемник прямого усиления. Он может быть использован только для приема сигналов AM; амплитудный детектор такого приемника выделит полезный сигнал при подаче на него суммы сигналов несущей частоты и двух (или ослабленной одной) боковых полос.

При приеме сигналов CW и SSB несущая частота должна быть выработана на месте приема. Такой приемник можно рассматривать как устройство, обеспечивающее перенос спектра принимаемого сигнала в область ЗЧ. Приемник обязательно содержит преобразователь частоты, состоящий из смесителя и гетеродина. В приемнике прямого преобразования (рис. 2.1) входной сигнал сразу преобразуется в сигнал звуковой частоты. Перед смесителем этого приемника должна быть включена входная цепь, обеспечивающая оптимальное согласование с антенной, и не обязательно усилитель сигналов, поступающих от антенны (усилитель радиочастоты — УР4). После смесителя обязательны фильтр, выделяющий полезную (низкочастотную) часть спектра преобразованных сигналов, и усилитель сигналов звуковой частоты — УЗЧ. Принципиальным недостатком простого приемника прямого преобразования является наличие двух каналов приема — в сигнал звуковой частоты, выделяемый фильтром, превращаются как сигнал, превышающий по частоте сигнал гетеродина на резонансную частоту фильтра, так и сигнал, который имеет частоту, меньшую частоты гетеродина на эту же величину. Известны способы ослабления одного из каналов приема и фазовым методом, но их сложность лишает приемник прямого преобразования его основного достоинства — простоты.

Основное усиление в приемнике прямого преобразования осуществляется в УЗЧ, так как получить большое усиление на частоте сигнала затруднительно. Современные полупроводниковые приборы, имеющие малый уровень низкочастотных шумов, позволяют получить необходимое для любительского KB приемника усиление (до 106) в УЗЧ, но практическая реализация такого усилителя, особенно в приемниках, питаемых от сети переменного тока, задача сложная. Тем не менее приемники прямого усиления завоевывают все большую популярность у радиолюбителей-коротковолновиков.

Оба недостатка приемника прямого преобразования (двухчатотный прием и необходимость большого усиления в УЗЧ) могут быть устранены в супергетеродинном приемнике. На рис. 2.2 приведена структурная схема супергетеродина с одним преобразованием частоты. В таком приемнике 1-й смеситель и 1-й гетеродин обеспечивают преобразование частоты сигнала, поступающего на вход приемника, в промежуточную частоту (ПЧ), выделяемую фильтром, следующим за 1-м смесителем. Основное усиление осуществляется на промежуточной частоте в усилителе промежуточной частоты (УПЧ). Сигналы ПЧ в сигналы звуковой частоты преобразуют 2-й смеситель и 2-й гетеродин; 1-й преобразователь частоты супергетеродинного приемника, как и преобразователь частоты приемника прямого преобразования, имеет два канала приема, но эти каналы разнесены на частоту, равную удвоенному значению частоты ПЧ (один на ПЧ выше, а другой на ПЧ ниже частоты 1-го гетеродина). Избирательные элементы входной цепи и УРЧ обеспечивают подавление ненужного (так называемого «зеркального») канала приема при соотношении частот принимаемого сигнала и ПЧ не более 10. Следовательно, для приемника, имеющего диапазон 10 м, ПЧ должна быть не меньше 3 МГц. До появления доступных радиолюбителям кварцевых фильтров, имеющих при собственной частоте 3…10 МГц полосы пропускания 500…3000 Гц и обеспечивающих ослабление внеполосных сигналов на 80…100 дБ, приемники с одним преобразованием частоты не могли полностью удовлетворить требованиям к любительским KB приемникам. В настоящее время с появлением таких фильтров, специально выпускаемых отечественной промышленностью для радиолюбителей, схема с одним преобразованием частоты стала оптимальной для самодельного KB приемника.

Так как кварцевый фильтр довольно дорог, то радиолюбители используют электромеханические фильтры, которые изготавливаются с собственной частотой 100… 1000 кГц. Специально для радиолюбителей отечественной промышленностью выпускаются наборы электромеханических фильтров с собственной частотой 500 кГц и полосами пропускания 3 кГц, 1100 и 600 Гц. Ослабление внеполосных сигналов у этих фильтров более 60 дБ, и его можно улучшить с помощью LC фильтров в УПЧ. Но супергетеродинный приемник (рис. 2.2) при ПЧ, равной 500 кГц, может обеспечить достаточное ослабление зеркального канала только в диапазонах 80 и 160 м. Поэтому при использовании электромеханических фильтров приемник необходимо выполнить по схеме рис. 2.3 — с двойным преобразованием частоты. В таком приемнике 1-й смеситель и 1-й гетеродин обеспечивают преобразование частоты входного сигнала в 1-ю ПЧ, причем она достаточно высока, так что избирательные элементы, включенные до 1-го смесителя, обеспечивают необходимое подавление зеркального канала 1-го преобразователя частоты. Задача фильтра ПЧ1 — обеспечить подавление зеркального канала 2-го преобразователя частоты, который образуют 2-й смеситель и 2-й гетеродин. Избирательность приемника по соседнему каналу обеспечивается фильтром ПЧ2. Поэтому усиление от входа 1-го смесителя до входа 2-го смесителя должно быть близким к единице, так что усилитель ПЧ1 в этой схеме не нужен. При выборе ПЧ1 и ПЧ2 нужно учитывать необходимость сведения к минимуму числа комбинационных частот, возникающих при 1-м и 2-м преобразованиях частоты. Удачными в этом отношении значениями ПЧ1 являются 5000, 5200, 5300, 5500, 8815, 9000 кГц. При этих частотах значение ПЧ2 можно сделать равным 500 кГц и использовать в качестве фильтров ПЧ2 электромеханические фильтры.

При фиксированном значении ПЧ1 1-й гетеродин приемника (рис. 2.3) должен перестраиваться, а 2-й гетеродин иметь фиксированную частоту. Для улучшения стабилизации частоты настройки приемника рекомендуется сделать частоту 1-го гетеродина фиксированной. Тогда ПЧ1 приемника должна изменяться вместе с перестройкой 2-го гетеродина, что существенно усложняет приемник. Кроме того, в схеме с переменной ПЧ1 (во всей полосе ее перестройки) в любительских конструкциях практически невозможно получить удовлетворительное подавление комбинационных частот преобразователей частоты.

В профессиональных приемных устройствах широко применяется схема с двойным преобразованием частоты, у которого значение ПЧ1 выше максимальной частоты, поступающей на вход приемника (около 45 МГц для KB приемника). Это приемники с преобразованием частоты «вверх», у которых частоты зеркального канала 1-го преобразователя частоты лежат выше частоты ПЧ1. Избирательные элементы до 1-го преобразователя частоты могут быть выполнены для всех диапазонов в виде одного фильтра, не пропускающего частоты, превышающие верхнюю границу рабочего диапазона. Перестройка такого приемника осуществляется только изменением частоты 1-го гетеродина. Для любительского приемника, работающего в узких участках всего диапазона KB, исключение полосовых фильтров частоты принимаемого сигнала не компенсирует необходимость использования в качестве фильтра ПЧ1 узкополосного высокочастотного кварцевого фильтра, который должен обеспечить подавление зеркального канала 2-го преобразователя частоты и повышение частоты 1-го гетеродина (в профессиональных приемниках частота 1-го гетеродина формируется обычно цифровыми синтезаторами частоты). Каких-либо достоинств по повышению реальной избирательности приемник с преобразованием «вверх» перед обычным приемником с двойным преобразованием частоты не имеет.

www.radiouniverse.ru

Что такое «Гетеродин» и его история.

Гетеродин – генератор, используемый для преобразования частот сигнала в волномерах, приемниках прямого преобразования, супергетеродинных радиоприемниках.

История возникновения.

Раньше под названием «гетеродин» подразумевался радиоприемник, который имел дополнительный высокочастотный генератор, настраиваемый на частоту, близкую к частоте сигнала, который принимается. В широкие массы этот приемник попал не так давно – в начале 70-х годов прошлого века. Сама гетеродинная система была создана в 1905 году Р.А.Фессенденом. В те времена еще использовались детекторные приемники и искровые передатчики, которые были созданы на основе заполненной железными опилками стеклянной трубки с несколькими выводами – когерера. Реле радиоприемника срабатывало из-за уменьшения сопротивляемости когерера при воздействии приходящей волны поля и возникновении микроскопических разрядов между металлическими опилками. Во время поведения испытаний было замечено, что приемник имеет большую чувствительность к слабым сигналам, если к нему присоединить даже самый маломощный генератор, настроенный при этом на примерно ту же частоту, что и принимаемый сигнал. Этот генератор стали называть гетеродином, а сам приемных прозвали гетеродинным.

После изобретения кристаллического детектора в 1906-1908 годах и перехода на излучение незатухающих колебаний гетеродинный приемник пользовался наибольшей популярностью. Так как нестабильные контакты опилок заменил единственный контакт между металлическим острием и кристаллом полупроводника. Между кристаллическим детектором и современным полупроводниковым диодом существенных различий собственно и нет.

В те времена в антенном контуре колебания незатухающего характера получались при помощи разряда дугового, который поддерживал радиочастотные колебания, благодаря внесению в контур отрицательного сопротивления. Электромагнитные генераторы тогда широко использовались на сверхдлинных волнах.

Телеграфная радиолиния тех лет имела следующую картину:

 

где S1 – замыкающий цепь радиатора радиочастотных колебаний (G1) телеграфный ключ. Осуществляя прием детектора, в цепь происходило включение реле или телефонной трубки – B1. При этом слышался в телефоне только треск и помехи.

В приемнике происходило воздействие на детектор гетеродинного и входного сигналов, первый из которых значительно превосходил по амплитуде. При отличии частоты гетеродина G1 от G2 – частоты самого генератора – на VD1(выходе детектора) происходило разночастотное напряженное биение, которое значительно превышало продетектированный сигнал, повышая громкость и чувствительность приема. Так телеграфные сигналы тали звучать «морзянкой».

Схема гетеродина в приемнике имела такой вид:

Со временем эти приемники обросли доработками и вариациями. Приводим общую таблицу радиоприемных устройств, которые классифицированы по типу действия:

После того, как изобрели супергетеродин, этот генератор прозвали «геретодином».

Уникальные возможности современного гетеродина нашли себя в применении микропроцессоров, в самой обработке сигналов. Суть этого процесса заключается в преобразовании в цифровую форму сигнала при помощи АЦП и его поступление в цифровой процессор для дальнейшей фильтрации и демодуляции, и т.п.

Цифровая фильтрация нашла широкое применение в радиолокационных системах, сложных радиосистемах (космической, например).

Гетеродин входит в состав спутникового конвертера вместе с предусилителем LNA. Конвертер преобразует электромагнитные частоты Ku- и С-диапазона (10700-12750 и 3400-4200 МГц соответственно) в L-диапазон – промежуточную частоту (950-2150 МГц) для дальнейшей передачи до потребителя с малейшими потерями посредством коаксиального кабеля. Это устройство устанавливается на выносном кронштейне спутниковой антенны и применяется многими современными операторами спутниковой связи – «Триколор ТВ», «НТВ Плюс», «Hotbird». Конверторы могут быть цифровыми или обычными. Отличаются они друг от друга величиной фазового шума гетеродина. Для успешного приема спутникового сигнала рекомендовано применять гетеродин с нормированным фазовым шумом.

Для упрощения электрической схемы Ku-диапазона, его разбили на 2 части, которые можно выбирать при помощи переключения гетеродина. Частота гетеродина в этом случае представлена двумя величинами: 9750 МГц и 10600МГц, такой конвертер называется Full Band. По кабелю снижения в этом устройстве также осуществляется управление поляризация сигнала, который принимается. Для этого применяют управляющие сигналы: 13В для V, 18В для Н (вертикальной и горизонтальной поляризаций соответственно). Современную спутниковую связь невозможно представить без использования гетеродина.

rusohost.ru

СХЕМЫ ПРОСТЕЙШИХ ГЕТЕРОДИНОВ

СХЕМЫ ПРОСТЕЙШИХ ГЕТЕРОДИНОВ

Простейшие гетеродины представляют собой однокаскадные автогенераторы на транзисторах или других электронных при­борах.

Схема гетеродина с индуктивной обратной связью (рис. 1.) Для самовозбуждения необходимо выполнение двух условий: баланса фаз и баланс амплитуд.

Рис. 1. Схема гетеродина с индуктивной ОС

Схема гетеродина с автотрансформаторной обратной связью(на рис. 2,) называется также индуктивной трехто­чечной схемой. Напряжение обратной связи снимается с части контура в точках 1—2и подается во входную цепь транзистора. Колебательный контур транзистора включен в выходную цепь в точках 2—3. Назначение элементов схемы, а также принцип дей­ствия те же, что и в схеме с индуктивной связью.

Рис.2. Индуктивная трехточечная Рис. 3. Емкостная трехточечная схема гетеродина схема

Емкостная трехточечная схема автогенератора, используемого в качестве гетеродина, приведена на рис. 3. Напряжение обрат­ной связи в этой схеме снимается с емкостной ветви контура. На­значение элементов схемы и принцип ее действия такие же, как в схеме, собранной по индуктивной трехточке.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ С ОТДЕЛЬНЫМ ГЕТЕРОДИНОМ(рис. 4.)

В ней гетеродин собран по схеме автогенератора с индуктивной обратной связью на транзис­торе VT2, а преобразователь на транзисторе VT1.

Достоинства схемы:

· простота регулировки;

· независимость режимов работы усилительных приборов пре­образователя частоты и гетеродина, что позволяет подобрать оп­тимальные режимы;

· возможность использования усилительных приборов с меньшей граничной частотой;

· устойчивая работа преемника вследствие малого влияния перестройки преселектора на частоту гетеродина.

Недостатки схемы:

· сложность (необходимо применение двух усилительных прибо­ров) ;

· увеличение потребления энергии и габаритных размеров;

· проникновение в антенну через контур входной цепи колеба­ний гетеродина;

· невозможность полного устранения взаимного влияния контур ров гетеродина и входной цепи.

Рис.4. Пре­образователь частоты Рис. 5. Преобразова­тель частоты

с отдельным ге­теродином с совме­щенным гетеродином


Дата добавления: 2015-08-20; просмотров: 563 | Нарушение авторских прав


УПЧ С ТРОЙКАМИ РАССТРОЕННЫХ ОДНОКОНТУРНЫХ КАСКАДОВ | УПЧ С ПОЛОСОВЫМИ ФИЛЬТРАМИ | УПЧ С ФСС ТИПА LC | УПЧ С ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ФИЛЬТРАМИ | УПЧ С ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИМИ ФИЛЬТРАМИ | АКТИВНЫЕ ФИЛЬТРЫ | Глоссарий | ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ | ПОБОЧНЫЕ КАНАЛЫ ПРИЕМА | МНОГОКРАТНОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЧАСТОТЫ |


mybiblioteka.su — 2015-2018 год. (0.083 сек.)

mybiblioteka.su

Схема 11 КАРМАННЫЙ СУПЕРГЕТЕРОДИН | Техника и Программы

Монтажную плату изготавливают по размеру корпуса из гетинакса или текстолита толщиной 1 — 1,5 мм В ее нижней части делают вырез для источников пита-

ТЗ гтзозв

тч- МП 42 Б

Т5 МПЧ-2Б

Т2 ГТЗОЗВ

ния, которые располагают между двумя плоскими пружинами, изготовленными из гартованной латуни. Футляр склеивают из листового оргстекла толщиной 2,5 мм. С успехом можно использовать футляр от приемника «Нева».

Налаживание приемника начинают с установки режимов по постоянному току, указанных на рис. 1 С этой целью более точно подбирают сопротивления резисторов R12, Rll, R6, R4 и R1 и с помощью звукоснимателя проверяют качество работы усилителя НЧ. Звукосниматель (желательно электромагнитного типа) присоединяют параллельно потенциометру R9. Предварительно отпаивают от него диод и резистор R5 После этого производят настройку усилителя ПЧ. Это можно сделать, используя либо ламповый приемник, имеющий промежуточную частоту 465 кгц, либо сигнал-генератор Детекторная цепь предварительно восстанавливается. Убедившись в работоспособности усилителя ПЧ, переходят к налаживанию преобразовательного каскада — укладке диапазона гетеродина и сопряжению входного и гетеродинного контуров.

Конвертер (рис. 1) предназначен для приема KB радиостанций, работающих в диапазонах 25 ж (11,6—12,1 Мгц) и 31 ж (9,4—9,9 Мгц). Он собран на двух транзисторах, питается от двух аккумуляторов типа Д-0,1 и потребляет ток порядка 1,5 ма. Конвертер рассчитан на работу с приемниками «Селга». «.Сокол», «Ласточка» и им подобными, имеющими внутреннюю магнитную антенну.

Основные узлы конвертера — смеситель и гетеродин. Смеситель собран иа транзисторе 77 с фиксированным смещением, величина которого определяется резистором R1. Принятый сигнал KB радиостанции из антенны А, через гнездо Гн1 н конденсатор С/ поступает на широкополосный входной контур, образованный индуктивностью катушки Li и конденсаторами С2, СЗ (в диапазоне 25 м), либо С4, С5 (в диапазоне 31 м). На вход смесительного каскада сигнал подается с помощью катушки связи L2, размещенной на одном каркасе с катушкой Ll. Входной контур настраивается на среднюю частоту каждого из диапазонов и в процессе приема радиостанций не перестраивается. Скачкообразное изменение частоты настройки входного контура производится переключателем В1 (секцией В1а).

Гетеродин собран иа транзисторе Т2 по схеме с емкостной обратной связью. Стабилизация режима работы транзистора обеспечивается резисторами R2, R3 и R4. В диапазоне 25 ж колебательный контур гетеродина образован индуктивностью катушки L5 и конденсаторами СЮ, СП, С12 и CI3. В диапазоне 31 ж вместо конденсаторов СЮ, СИ переключателем В16 к контуру подключают конденсаторы CS, С9. Напряжение гетеродина в цепь эмиттера смесительного каскада подается с помощью катушки связи L4.

Таким образом между базой и эмиттером транзистора 77 смесительного каскада действуют два высокочастотных колебания — одно с частотой сигнала; другое— с частотой гетеродина. В результате нелинейных процессов, происходящих в смесителе, в коллекторной цепи транзистора 77 образуется составляющая тока разностной, или, как ее называют, промежуточной частоты. Этот ток, проходя через катушку индуктивности L3, создает вокруг нее высокочастотное магнитное поле, которое воздействует на контур магнитной антенны приемника. Для того, чтобы этот сигнал на входе приемника был наибольшим, приемное устройство должно быть настроено на указанную выше промежуточную частоту.

В каждом из поддиапазонов коротких волн частота гетеродина /,i (нли /гг) должна быть установлена таким образом, чтобы разность между средней частотой принимаемого сигнала (/ci= 11,85 Мгц—для диапазона 25 ж и }с2=9,65 Мгц — для диапазона 31 ж) и частотой гетеродина удовлетворяла следующему условию: fci — fri= 1250 кгц и fc2 — fr2== 1250 кгц. В этом случае частотный спектр каждого из диапазонов KB будет преобразован в спектр сигналов от 1000 кгц до 1500 кгц, т. е. в высокочастотную часть диапазона средних волн. При этом каждая промежуточная частота равна разности частот сигналов принимаемой радиостанции и гетеродина. Приемник будет выполнять функции усилителя, с переменной промежуточной частотой, настраивая который можно осуществить прием сигналов определенной KB радиостанции.

В конвертере можно использовать транзисторы типа П401— П403, Г1422, П423, ГТ313 и другие, резисторы УЛМ-0,125, конденсаторы КТ, подстроечные конденсаторы типа КПК-М. Катушкй Ll, L2 наматывают на цилиндрическом полистироловом каркасе (рис. 2), внутри которого просверливается и нарезается отверстие под сердечник СЦР-1. Для намотки катушек можно использовать каркасы с сердечниками от телевизора «Рубин», Катушка Ll содержит 9 витков провода ПЭЛШО 0,5; L2 — 3 витка провода ПЭЛШО 0,3. Намотка рядовая, виток к витку. Катушки индуктивности L4, L5 наматываются на таком же каркасе и соответственно содержат 3 витка провода ПЭЛШО 0,3 и 9 витков провода ПЭЛШО 0,5. Катушку индуктивности L3 наматывают внавал на ферритовом сердечнике по всей его длине размером 40x5x3 мм, вырезанном из плоского ферритового стержня (600НН), применяемого в магнитных антеннах приемников. Она содержит 170 витков провода ПЭЛШО 0,12.

Все детали конвертера монтируют на печатной плате, изготовленной из фоль- гированного гетинакса толщиной 1,5 мм. Расположение деталей на печатной плате и ее вид приведены на рис. 3, а, 6. Каркасы с катушками Ll, L2 и L4, L5 крепят в отверстиях, сделанных в печатной плате. Размеры печатной платы автором конструкции (П. Доценко—¦ г. Москва) даны применительно к приемнику «Селга».

Переключатель В1—самодельный. Устройство его легко уяснить из эскизов, приведенных на рис. 4. Основание переключателя — фигурная планка 1 выпиливается из гетинакса толщиной 1—1,5 мм. В планке имеются два продольных выреза 2, через которые проходят винты крепления 3. Вырезы 2 обеспечивают переключателю только одну степень свободы — вдоль печатной платы. К планке 1 клеем БФ-2 приклеивают фиксатор 4, который выпиливают из гетинакса Пружину фиксатора 5 вырезают из гартованной латуни толщиной 0,2—0,3 мм и изгибают в центре под углом порядка 120°. По краям планки / с помощью заклепки и клея БФ-2 крепят два подвижных контакта-ползунка 6, которые в крайних положениях планки замыкаются с соответствующими неподвижными контактами 7 (всего их четыре), укрепленными на печатной плате (рис. 3, а), таким же способом, как и подвижные контакты 6. Подвижные контакты 6 из латуни толщиной 0,3—0,5 мм. Неподвижные контакты 7 — от обычного галетного переключателя. До крепления на плате их несколько укорачивают (со стороны выводов).

Перед началом сборки в печатной плате (рис. 3) просверливают два отверстия 3′ под резьбу М2,5. Затем на печатную плату устанавливают планку 1 (рис. 4). На винт 3 насаживают плоскую пружину 5, спиральную пружину 8, шайбу 9 и винт ввертывают в печатную плату. Аналогичным образом к плате крепят и другой конец планки /. Вращением винтов 3 устанавливают такое давление пружины 8 на планку 1, чтобы она легко передвигалась с одного крайнего положения в другое и эти положения четко фиксировались. Положение неподвижных контактов 7 на печатной плате рекомендуется определить после сборки переключателя.

Включение питания- происходит при ввертывании телескопической антенны А (от приемников «Банга», «Спидола», «Сокол-4» и др.) в нарезную втулку / (рис. 5), установленную на плате. Втулка крепится к плате заклепками 2. Для резьбового соединения конвертера с телескопической антенной, в основание последней впрессовывают латунную втулку, заканчивающуюся нарезным штырем 6′ под резьбу, имеющуюся в втулке /, В нарезной части штыря делают отверстие под штифт 3, который вытачивают из изоляционного материала и вклеивают в него. При ввинчивании штыря А во втулку / он своим изолированным штифтом 3 нажимает на контактную пружину 4, которая, избигаясь, касается контактной пружины 5 и замыкает цепь источника питания. Контактные пружины 4—5 выполняют функции выключателя В2 (рис. 1). Батарея..из двух аккумуляторов Д-0,1 устанавливается в держателе а, б (рис. 3, а и 6). Печатную плату конвертера с помощью винтов и втулок крепят к гетинаксовому основанию с такими же габаритами. Основание в свою очередь прикрепляют к плоскости кожаного футляра приемника, прилегающей к магнитной антенне таким образом, чтобы сердечник катушки L3 располагался параллельно стержню магнитной антенны приемника и находился от нее на расстоянии не более 10—15 мм. Конвертер закрепляют крышкой, изготовленной из оргстекла толщиной 1,5 мм.

Налаживание конвертера простое. Проверив монтаж, параллельно контактам 4—5 выключателя В2 подключают миллиамперметр со шкалой 5 ма и измеряют ток, потребляемый конвертером. При нормальной работе он должен быть порядка 1,5 ма. Затем с помощью гетеродинного волномера или контрольного KB приемника убеждаются в работоспособности гетеродина на каждом из диапазонов.

nauchebe.net