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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Receptor VHF FM con resonador de cavidad. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / recepción de radio Los receptores detectores suelen estar diseñados para recibir estaciones de radiodifusión que funcionan con AM en las bandas DV, SV [1, 2] y, menos comúnmente, HF. En la gama VHF prácticamente no se utilizan. Esto se debe, en primer lugar, a que es necesario obtener un nivel de señal suficiente para su detección. En las gamas DV y MV esto se consigue aumentando la longitud de la antena; en la gama VHF esto es casi inútil, ya que la longitud de onda es de sólo unos pocos metros. En segundo lugar, es necesario asegurar la selección de la señal recibida. Si en los rangos LW y SW esto requiere un factor de calidad del circuito cargado de 25...100 y el circuito se puede implementar usando elementos LC convencionales, entonces en el rango VHF se requiere un factor de calidad de más de 100 y es no es tan fácil de conseguir. Hay otro problema: un detector de diodos simple sólo puede demodular señales AM. Por lo tanto, para demodular señales de FM, primero es necesario convertir FM a AM. Esto se puede hacer en la pendiente de la característica amplitud-frecuencia (curva de resonancia) del circuito oscilatorio, como se muestra en la Fig. 1.
Con esta configuración, los cambios en la frecuencia de la señal recibida provocan cambios en su amplitud. Luego, la señal se puede demodular utilizando un detector de diodos simple. Está claro que para una buena conversión se requiere una gran pendiente de la característica, es decir De nuevo, factor de alta calidad del circuito. El resonador de cavidad espiral tiene un alto factor de calidad (Fig. 2).
Contiene una pantalla redonda o rectangular, dentro de la cual se coloca una bobina de una sola capa. Un extremo está cerrado a la pantalla y el otro está abierto. Para sintonizar el resonador en frecuencia, desde el lado de la salida abierta de la espiral, se le acerca un núcleo o placa de metal y la capacitancia del resonador cambia. El factor de calidad de los resonadores espirales descargados, dependiendo de su diseño y frecuencia de sintonización, puede estar en el rango de 200...5000. El esquema del receptor VHF FM del detector se muestra en la fig. 3.
Su base es un resonador de cavidad espiral. A la espiral se conecta una antena externa a través del conector XS1. La frecuencia del receptor se ajusta mediante un condensador variable C1. Se ensambla un rectificador de medio puente (detector) utilizando diodos VD1, VD2, al que se recibe una señal del resonador a través del condensador C2. Se conecta una carga a la salida del detector mediante un cable blindado (su capacitancia suaviza las ondulaciones de RF de la señal detectada): teléfonos de alta impedancia o un dispositivo de frecuencia ultrasónica con una alta resistencia de entrada. Cuanto mayor sea la resistencia de carga, mayor será el factor de calidad del resonador, lo que significa que irá una señal mayor a los diodos y aumentará el nivel de la señal 3H. Para hacer un receptor de este tipo, primero debes hacer un resonador en espiral. Para ello es adecuado un tarro de metal cilíndrico hecho de estaño, preferiblemente con tapa de metal. El diseño del receptor se muestra en la Fig. 4, está diseñado para el rango 88...108 MHz.
Usamos 1 lata de café Nescafé con un diámetro de 75 y una altura de 70 mm. La espiral 2 está enrollada con alambre PEV-2 de 2 mm de diámetro y contiene 6 vueltas. El devanado no tiene marco, con un diámetro de 35 mm y una longitud de 36...40 mm. Es recomendable hacer un poco más el número de vueltas para que, si es necesario, se pueda realizar un mayor ajuste acortando la espiral. El extremo inferior del cable se pasa a través del orificio en la pared lateral, se dobla y se suelda hacia el exterior. El conector XS1 se instala en la parte inferior o lateral y el contacto central se conecta a la espiral a una distancia de aproximadamente 0,1...0,15 vueltas desde el inicio del devanado (sin contar el trozo de cable recto). En el interior de la lata, más cerca del final de la espiral, se sueldan diodos y uno de los terminales sale a través de un manguito aislante. El condensador C2 es un trozo de cable PEV-2 0,4...0,5 de 20...30 mm de longitud, colocado al lado de las espiras de la espiral. La parte móvil del condensador C1 tiene la forma de un disco de metal 3, que está unido a un tornillo 4. Este tornillo se mueve en una tuerca o manguito 5, que está soldado a la tapa 6. El disco 3 puede estar hecho de chapa, su diámetro es igual al diámetro de la espiral, para reducir las pérdidas es necesario cortar 1...3 sectores con un ángulo de varios grados. Para hacer un resonador en espiral, puede utilizar latas de metal de diferentes diámetros, y cuanto mayor sea el diámetro, mayor será el factor de calidad que se puede obtener. Un resonador con una lata de diferente diámetro o para un rango diferente se puede calcular mediante un método simplificado [3], que da resultados bastante satisfactorios. En primer lugar, debe esforzarse por elegir una lata (ver Fig. 2) con una relación H/D = 1,2...1,3, donde H es la altura de la lata; D es el diámetro de la lata. Si la relación es diferente, el error de cálculo aumentará. Número de vueltas N = 2586/(Fr), donde F es la frecuencia de sintonización superior (MHz); r es el radio de la lata (cm). El diámetro del devanado en espiral (en el centro del alambre) d = r, longitud del devanado I = 1,5r, paso de devanado a = I/N, diámetro del alambre b = a/4. Es aconsejable mantener la distancia desde los extremos de la bobina a las paredes inferior y superior dentro del rango L = 0,25...0,3D. Al elegir un frasco, considere lo siguiente. Lo que importa es la limpieza de la superficie interior, es bueno si está brillante. Es deseable que no haya juntas ubicadas paralelas a la bobina, pero como en la mayoría de los casos existen, es necesario prestar atención a su calidad y, si es necesario, soldarlas. El extremo inferior de la bobina, conectado a tierra, debe llevarse hacia la pared lateral en ángulo recto. Con base en lo anterior, podemos concluir que el frasco utilizado por el autor no es la mejor opción. La relación H/D era aproximadamente 1, debido a esto las vueltas inferiores estaban demasiado cerca de la pared inferior, lo que significa que el factor de calidad disminuyó. El error de cálculo no superó el 8...10%; el número de vueltas debería ser 6,5, pero después del ajuste resultó ser 6. La antena era un trozo de alambre con un diámetro de 1...1,5 mm y un cuarto de longitud de onda, en este caso unos 70 cm. El nivel de la señal recibida depende en gran medida de la orientación de la antena y su ubicación. Es aconsejable utilizar en el receptor diodos detectores de germanio de alta frecuencia con la menor capacitancia posible. Para obtener una recepción alta en los auriculares, se requiere una alta intensidad de campo de la señal recibida, lo que es posible en las inmediaciones de la estación de radio. En este caso, es necesario esforzarse por aumentar el factor de calidad del resonador reduciendo la capacitancia del condensador C2, es decir, quitando un trozo de cable de la espiral. Si la distancia hasta la emisora de radio es considerable, la recepción en los teléfonos resulta difícil debido al bajo nivel de señal. Luego, la señal del detector debe enviarse a la sonda ultrasónica, su resistencia de entrada debe ser superior a 100 kOhm y la sensibilidad debe ser de 1...3 mV. Si no existe tal sonda ultrasónica, puede fabricarla usted mismo, creando así un receptor VHF FM completo. Además, puede utilizar una sonda ultrasónica existente haciendo una etapa correspondiente en un transistor de efecto de campo. Al probar el diseño del receptor con el autor del artículo, debido a la distancia de las estaciones de radio transmisoras (las más cercanas, pero no las más potentes, a una distancia de 2 km, el resto están más lejos) en teléfonos con una resistencia de varios kOhmios, solo se recibió una estación de radio y débilmente. Tuve que agregar la frecuencia ultrasónica, después de lo cual tres estaciones de radio (de siete que operan en este rango) se recibieron muy alto (más o menos lo mismo) y con buena calidad. Dos de ellos se recibieron más fuerte cuando la antena estaba orientada horizontalmente y uno se recibió más fuerte cuando la antena estaba orientada verticalmente. Las frecuencias de estas estaciones de radio están separadas por aproximadamente 2 MHz y no se observó interferencia mutua. El receptor estaba situado en el alféizar de la ventana, la antena medía unos 70 cm de largo y las mediciones mostraron que el ancho de banda del resonador en espiral cargado en esta disposición era de unos 800...850 kHz, lo que corresponde a un factor de calidad de aproximadamente 125. Si el nivel de la señal es alto, es aconsejable aumentar el factor de calidad, aumentando así la selectividad, conectando el conector de entrada más cerca del extremo de la espiral conectado a tierra. Cabe destacar que el receptor no cuenta con sistema AGC ni limitador, por lo que el voltaje de la señal de salida 3H depende del nivel de la señal recibida. Esto significa que las emisoras de radio más potentes se reciben a mayor volumen. El circuito ultrasónico se muestra en la fig. 5, a.
Su base es el microcircuito K174UN7 en una conexión estándar simplificada. En la entrada de la sirena ultrasónica, se instala un seguidor de fuente en el transistor VT1, lo que aumenta la resistencia de entrada. El volumen está regulado por la resistencia R3, la resistencia R4 establece la ganancia óptima del microcircuito. La conexión al receptor debe realizarse con un cable blindado de la menor longitud posible. Combinando un resonador y una sonda ultrasónica en un solo diseño, por ejemplo, en la carcasa de un altavoz de abonado, se puede crear un buen receptor VHF FM. Si el nivel de señal en la ubicación de recepción es tan alto que la salida del receptor tendrá un voltaje detectado constante de más de 1 V, el circuito seguidor de fuente debe modificarse de acuerdo con la Fig. 5B.
Todas las partes de la sonda ultrasónica se colocan en una placa de circuito impreso hecha de lámina de fibra de vidrio, cuyo esquema se muestra en la Fig. 6.
En el dispositivo se pueden utilizar las siguientes piezas: transistor de efecto de campo - KP303G, D, KP307A, B; condensadores polares - K50; no polar - K10-17; resistencia variable - SP4, SPO; amañado - SPZ-19; Resistencias fijas - MLT, S2-33. Literatura
Autor: I.Aleksandrov, Kursk
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