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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Receptores VHF FM con PLL. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / recepción de radio Se ofrecen a los radioaficionados varios receptores sencillos de conversión directa VHF FM con bucle de bloqueo de fase (PLL), implementados mediante la sincronización directa de la frecuencia del oscilador local con la señal recibida [1]. Todos los diseños utilizan un receptor de radio, cuyo circuito se muestra en la Fig. 1. Este es un convertidor de frecuencia con un oscilador local combinado, que realiza simultáneamente las funciones de un detector síncrono. El circuito de entrada L1C2 está sintonizado a la frecuencia de la señal recibida, y el circuito oscilador local L2C6 está sintonizado a una frecuencia igual a la mitad de la misma. La conversión tiene lugar en el segundo armónico del oscilador local, por lo que la frecuencia intermedia se encuentra en el rango de audio. Las funciones de control de frecuencia del oscilador local las realiza el propio transistor VT1, cuya conductividad de salida (desvía el circuito L2C6) depende de la corriente del colector, y por tanto de la señal de salida del receptor.
Como oscilador local, el transistor VT1 está conectado de acuerdo con el circuito OB y como convertidor de frecuencia, de acuerdo con el circuito OE. La señal de entrada se alimenta a la base del transistor desde el circuito de banda ancha L1C2, sintonizado a la frecuencia media (70 MHz) del rango recibido. El oscilador local está sintonizado en el rango de frecuencia de 32,9 ... 36,5 MHz, de modo que la frecuencia de su segundo armónico se encuentra dentro de los límites del rango de transmisión VHF (65,8 ... 73 MHz). La eficiencia del receptor depende del nivel del segundo armónico de las oscilaciones del oscilador local en la corriente del colector del transistor VT1. Para aumentar la amplitud de este componente, la capacitancia del capacitor de retroalimentación positiva C7 se elige 2...3 veces mayor que la requerida para la generación a la frecuencia fundamental. Como detector síncrono, el transistor VT1 está conectado de acuerdo con el circuito OB. Proporciona una amplificación de la señal de frecuencia de audio (intermedia), aproximadamente igual a la relación de las resistencias de las resistencias R2 / R3. El circuito R2C3 bloquea el oscilador local de RF y es la carga del detector síncrono. La constante de tiempo de este circuito le permite omitir toda la banda de frecuencias ocupada por la señal estéreo compleja (CSS). Cuando se reciben transmisiones monofónicas solamente, la capacitancia del capacitor C3 se puede aumentar para obtener una constante de tiempo estándar de 50 µs. El voltaje en la salida del receptor es de 10...30 mV (esto es suficiente para escuchar transmisiones de radio en teléfonos encendidos en lugar de la resistencia R2) y no depende del nivel de señal de la estación de radio recibida. El receptor descrito no es inferior en sensibilidad al superregenerativo, pero a diferencia de él, no "ruye" en ausencia de una señal. Cuando el oscilador local se sintoniza a una frecuencia que es la mitad de la frecuencia de la emisora de radio, se produce una captura, acompañada de un clic, después de lo cual, en una determinada banda de retención, el receptor "sigue" la frecuencia de la señal recibida, realizando su detección sincrónica. El PLL y el buen desacoplamiento de los circuitos de entrada y heterodinos (debido a la gran diferencia en sus frecuencias de sintonización) provocaron una radiación insignificante en la antena y permitieron abandonar el amplificador de radiofrecuencia. La desventaja del receptor es la extensión excesiva de la banda de espera para señales fuertes y su detección directa, sin embargo, esto es más o menos característico de todos los receptores PLL de conversión directa de FM. Los transistores de silicio también se pueden usar en el receptor (por ejemplo, KT315V). Las bobinas L1, L2 no tienen marco (diámetro interior 5 mm, paso de bobinado 1 mm) y contienen, respectivamente, 6 (con un toque desde el medio) y 20 vueltas de cable PEV-2 0,56. En la fig. 2. La recepción se realiza en la antena de cuadro WA2, sintonizada por el condensador C2 en el medio del rango de transmisión de VHF. La bobina L1 sirve para conectar la antena con el dispositivo receptor, que está ensamblado en uno de los transistores del microensamblaje DA1 y está sintonizado en el rango del condensador C8. El preamplificador AF está hecho en otro transistor de microensamblaje, el último está en los transistores VT1-VT3. La potencia de salida del amplificador a una carga con una resistencia de 8 ohmios (cabezal dinámico 0,25GD-10) cuando está alimentado por dos elementos A332 (3 V) es de 50 mW. Al recibir señales débiles, se recomienda utilizar una antena externa WA1 conectada a través del conector X1.
El receptor se puede montar en cualquier caja de plástico adecuada. Se coloca una antena de cuadro (una vuelta de un devanado aislado o un cable de montaje con un diámetro de 0,3 ... 0,5 mm) a lo largo de su perímetro y se fija con pegamento. Las dimensiones aproximadas del marco son 100x65 mm. La bobina de comunicación L1 no tiene marco (diámetro interior - 5, paso de bobinado - 1 mm) y contiene 2 ... 4 vueltas. La bobina L2 puede ser la misma que en el receptor de radio según el diagrama de la fig. 1. Sin embargo, para evitar el efecto de micrófono que puede ocurrir debido a la conexión acústica entre cuyo y el cabezal dinámico BA1, es mejor enrollarlo de vuelta en vuelta en un marco unificado de una bobina de onda corta de una radio portátil. receptor (por ejemplo, la marca Okean) con un recortador de ferrita. En este caso, debe contener 9 vueltas de cable PEV-2 0,27. Un capacitor de sintonización con un dieléctrico de aire puede servir como capacitor de sintonización. El establecimiento comienza con la verificación de los modos de los transistores. El voltaje en los emisores de los transistores VT2, VT3, igual a la mitad del voltaje de suministro, se establece seleccionando la resistencia R11. Además, cortocircuitando el circuito del oscilador local L2C6 y aplicando una señal AF de varios milivoltios al emisor del transistor DA1.1. asegúrese de que pase por toda la ruta del receptor. El modo de oscilador local está regulado por la selección de la resistencia R1, el nivel del segundo armónico - condensador C7. Los límites del rango se establecen cambiando la inductancia de la bobina L2. El circuito de entrada está sintonizado con el condensador C2, centrándose en la banda de retención máxima de las señales de las estaciones de radio recibidas. En la fig. 3 muestra un diagrama esquemático de un receptor VHF FM estéreo simple. Para obtener la máxima sensibilidad, se incluye un circuito oscilante en serie L1.1C3, sintonizado en el medio del rango VHF, en el circuito de retroalimentación positiva de la cascada en el transistor DA7. El receptor está sintonizado en rango con el variómetro L2. La constante de tiempo del circuito R2C3 permite saltarse la banda de frecuencias ocupada por una señal estéreo compleja, con un roll-off a una frecuencia de 46,25 kHz de no más de 3 dB. Un amplificador de restauración de frecuencia de subportadora de 1.2 kHz se ensambla en el transistor DA31,25. Se carga con el circuito L4C8 sintonizado a esta frecuencia, conectado en serie con la resistencia R5.La impedancia resonante de este circuito se elige de modo que cuando esté completamente encendido, se obtenga un nivel de recuperación de frecuencia de subportadora de 14 ... 17 dB. previsto. (Como se desprende de [2], el factor de calidad del circuito restaurador de frecuencia de la subportadora puede diferir del estándar. Esto no conduce a distorsiones no lineales durante la detección, mientras que una disminución de la diafonía a frecuencias por debajo de 300 Hz prácticamente no tiene efecto en la efecto estéreo).
La etapa de búfer en el transistor VT1 está directamente conectada a la anterior. Tiene una ganancia de voltaje baja (alrededor de dos), alta impedancia de entrada y no pasa por alto el circuito de recuperación de la subportadora. Desde el colector del transistor VT1, las oscilaciones polares moduladas a través del control de volumen R8 llegan al detector polar, realizado en los diodos VD1, VD2 Para simplificar el diseño, el control de volumen se incluye frente al detector. Los elementos L5 y C17 proporcionan volumen, respectivamente, en frecuencias de audio más bajas y más altas. El detector polar está cargado con circuitos R9C11 y R10C12. compensación de pre-énfasis de las señales estéreo originales. Al recibir transmisiones monofónicas, el interruptor SA1 cortocircuita el detector polar. El amplificador estéreo AF se ensambla en los transistores VT2-VT5, la etapa de salida funciona en el modo A. La potencia de salida del amplificador a una carga con una resistencia de 8 ohmios es de 1 ... 2 mW, el consumo de corriente es de 7 ... 8 mA. El amplificador también puede funcionar en teléfonos estéreo con una resistencia de 8 ... 100 ohmios. El diseño del variómetro se muestra en la fig. 4a. Su cuerpo 1 está mecanizado en fluoroplasto, la rosca M5 está cortada en el interior. La abrazadera de sujeción 2 está hecha de alambre de cobre con un diámetro de 0,5 mm, el pasador de corte 3 está hecho de latón. Perilla de sintonización 4: cualquier hecho en casa o hecho en casa. El número 5 indica la caja del receptor, 6 - la placa de circuito.
La bobina L2 del variómetro contiene 16 vueltas de cable PEV-2 0.56, bobinas L1 y L3 (sin marco, diámetro interior 5, paso de bobinado 1 mm), respectivamente 6 (con un toque desde el medio) y 10 vueltas del mismo cable. La bobina L4 del circuito de recuperación de la señal de la subportadora (155 vueltas) está enrollada con alambre PEV-2 0,2 en un marco móvil colocado en un segmento de una varilla de ferrita (M400NN) con un diámetro de 8 y una longitud de 20 mm. El devanado del inductor L5 contiene 500 vueltas de cable PEV-2 0,1, el circuito magnético está hecho de placas de permalloy Sh3Kh6. Condensador C8 - KM-5 con una tensión nominal de 50 V. Al elegir un condensador C3, se debe tener en cuenta que debe tener baja inductancia y bajas pérdidas en el rango de frecuencia recibido. El interruptor de encendido se combina con el conector X2 (enchufe ONTS-VG-4-5/16-r, enchufe ONTS-VG-4-5/16-V), su función la realiza un puente que conecta los pines 1 y 4. Para eliminar la influencia de las manos en la frecuencia del oscilador local de las cascadas en el microensamblaje DA1 se colocan en la pantalla. Como antena, puede usar un trozo de alambre de acero de 20 ... 30 cm de largo y 1 ... 1.5 mm de diámetro. El extremo libre del cable debe estar doblado, dándole la apariencia de un anillo. La sintonización electrónica se puede ingresar en el receptor (Fig. 4, b). En este caso, está configurado con una resistencia variable R18. desde el motor cuyo voltaje de polarización se suministra al varicap VD3. La resistencia se conecta directamente a la fuente de alimentación del receptor. Con una tensión de 1,5 V, es posible cubrir aproximadamente la mitad del rango. La segunda mitad se puede bloquear aplicando una polarización directa al varicap (en la posición izquierda, según el diagrama, del interruptor SA2). Cuando se utiliza un dispositivo con un receptor de acuerdo con el diagrama de la fig. 2, la tensión de alimentación debe aplicarse a través del filtro de desacoplamiento R19C20 y debe excluirse el interruptor SA2. La configuración del receptor comienza con la configuración del modo de funcionamiento de las etapas de salida seleccionando las resistencias R11, R14 (hasta que la corriente de reposo del colector de los transistores VT5, VT6 esté dentro de 5 ... 8 mA). A continuación, compruebe la respuesta de frecuencia del decodificador estéreo. Para hacer esto, cortocircuitando la bobina L2, se aplica una señal AF con un voltaje de varios milivoltios al emisor del transistor DA1.1. La señal de salida se elimina de la resistencia R8, habiendo colocado previamente su control deslizante en la posición extrema izquierda (según el diagrama), y el interruptor SA1 en la posición que se muestra en el diagrama. La caída de la respuesta de frecuencia a una frecuencia de 46,25 kHz no debe exceder los 3 dB (si es necesario, esto se logra seleccionando el capacitor C3), y su aumento a una frecuencia de 31,25 kHz (con el circuito L4C8 sintonizado) debe ser al menos 14 dB (5 veces). También puede configurar el decodificador estéreo para la señal estéreo recibida. Para ello se conecta un milivoltímetro de alta resistencia en paralelo a los contactos del interruptor SA1 y moviendo la bobina L4 a lo largo de la varilla de ferrita se sintoniza el circuito de recuperación de frecuencia de la subportadora a la máxima componente DC a la salida del detector polar. Con un circuito sintonizado, debe ser de 0.25 ... 0,3 V, y con un desafinado o cortocircuitado: 0,05 V. Si es necesario, seleccione la resistencia R7, logrando el rango dinámico máximo de la cascada en el transistor VT2. En la fig. La Figura 5 muestra un diagrama de un accesorio VHF al receptor de transistor industrial "VEF-202" [3] (las designaciones de posición de sus partes según el esquema de fábrica se indican entre paréntesis). El prefijo está montado en el interruptor de tambor en la barra del rango 52.. 75 m Para sintonizar el rango, se usa una de las secciones del capacitor de capacitancia variable C3, la recepción se realiza en un telescópico antena. La señal de la salida del decodificador se alimenta a la entrada del amplificador AF a través de la carcasa del interruptor de batería. Para hacer esto, se suelda un cable flexible a la salida del decodificador, cuyo segundo extremo (doblado en forma de anillo) se conecta a la carcasa del interruptor con el tornillo de montaje de la correa. La señal se toma de cualquier parte fija del interruptor (por ejemplo, de uno de los tornillos de montaje) y se alimenta al punto de conexión de la resistencia R29 y el condensador C71 del receptor.
Las bobinas L1 (5 vueltas con un toque desde el segundo) y L2 (2 vueltas) se enrollan vuelta a vuelta con alambre PEV-9 2 en marcos de bobinas en el rango de 0,31-52 m. Antes de la instalación, la barra de interruptores se desmonta por completo. Use un soldador para eliminar los contactos innecesarios e instale los que faltan. Un condensador de sintonización C2 se coloca al lado de la bobina de la antena. El microensamblaje se instala en el orificio para la tercera bobina en la barra. Cuando el decodificador se fabrica como una unidad independiente, se debe suministrar energía a cualquier otro receptor a través del filtro de desacoplamiento R7C10. La tensión de alimentación del decodificador debe ser de 3,5 ... 4,5 V. Literatura 1. Polyakov V. Receptores FM de radiodifusión con bucle de enganche de fase.- M.: Radio y comunicación, 1983.
Autor: A.Zakharov, Krasnodar; Publicación: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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