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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Receptor FM VHF universal (70-150 MHz). Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / recepción de radio Hace unos años, el autor se enfrentó a la tarea de crear un receptor monocanal móvil en miniatura capaz de sintonizar un amplio rango de frecuencias y recibir FM tanto de banda ancha como de banda estrecha, ya sea por conmutación o, en casos extremos, con mínimas alteraciones. . El estudio de descripciones técnicas y experimentos con receptores FM de un solo chip basados en K174XA34 y similares mostró la falla total de este último para su uso en diseños serios: baja sensibilidad y selectividad, incapacidad para controlar el ancho de banda, uso problemático de un externo oscilador local estable, etc. Luego, el autor revisó casi todas las revistas "Radio" y "Radio Amateur" de los años anteriores, con la esperanza de encontrar algo listo. Desafortunadamente, como era de esperar, nada listo para ser encontrado. Sin embargo, las construcciones [5,8,9] despertaron el mayor interés. Además, el diseño más óptimo se parecía al siguiente: HF y convertidor de [9], IF y detector de [5] y HPF y VLF de [8]. Al mismo tiempo, el diseño resultó ser bastante engorroso. La siguiente etapa de la búsqueda fue una revisión de los sitios de Internet de los fabricantes de chips. Fue aquí, en el sitio web de MOTOROLA, donde el autor descubrió [13] un circuito receptor que en realidad incluía todas las ideas de los diseños anteriores. El esquema de este receptor, con adiciones menores y excluidos los "errores" explícitos, se muestra en la Fig. una.
Habiendo trabajado creativamente en el esquema anterior, el autor implementó la siguiente versión (Fig. 2). El circuito receptor se construye teniendo en cuenta las recomendaciones de [13] y otros diseños listados y no listados en la lista de referencias, así como la teoría expuesta en [1]. Vale la pena señalar que el concepto de universal probablemente no sea del todo correcto. Más bien, el receptor se puede llamar la base, porque. el diseño facilita agregar un sintetizador de frecuencia y una segunda conversión de frecuencia, convirtiéndolo en un receptor de comunicación decente. Para un conocimiento más detallado de estos problemas, sugiero descargar la documentación necesaria del sitio web de MOTOROLA [11,12,13]. De paso, observo que es posible hacer que el receptor sea de banda estrecha sin recurrir a la segunda conversión de frecuencia, que se discutirá más adelante. El receptor se puede reconstruir en el rango de 70 a 150 MHz sin cambiar los valores de los elementos de sintonización. La sensibilidad real del receptor es de unos 0.3 μV. Tensión de alimentación - 9 voltios. Cabe señalar que el voltaje de suministro del MC3362 es de 2 a 7 voltios, y el MC34119 es de 2 a 12 voltios. Por lo tanto, el MC3362 se alimenta a través de un regulador de voltaje 78L06, con un voltaje de salida de 6 voltios.
La etapa de entrada del receptor se realiza de acuerdo con el circuito resonante tradicional. La señal de la antena A1 a través de la bobina de acoplamiento L1 ingresa al circuito de entrada L2. La conexión inductiva con la antena no se hizo por casualidad, porque esta es la única forma de garantizar una buena coincidencia con varias antenas y en un amplio rango de frecuencias [1,6,7]. Para reducir el efecto de la derivación del circuito L2 por los circuitos de entrada y aumentar su factor de calidad y, en consecuencia, reducir el ancho de banda y aumentar la selectividad, se aplicó una inclusión incompleta del circuito. El transistor de efecto de campo KP307G se utiliza como elemento amplificador. El transistor especificado tiene características de pendiente alta y un rendimiento de ruido aceptable. El KP350 de doble puerta tiene las mismas características, pero tiene mucho miedo a la electricidad estática y también requiere elementos adicionales para proporcionar polarización en la segunda puerta. Todos los demás transistores mostraron peores resultados tanto en términos de ganancia como de ruido. La señal amplificada se asigna en el circuito L3 que, por las mismas razones que L2, tiene una inclusión incompleta. Desde el circuito L3, a través de la bobina de acoplamiento L4, la señal ingresa al mezclador. Tal esquema proporciona una influencia mutua mínima de UHF y un mezclador, aumenta la selectividad y proporciona la máxima coincidencia con la etapa de entrada del mezclador, hecho de acuerdo con un esquema diferencial. La frecuencia de referencia se suministra desde el oscilador local interno al mezclador. Los elementos de referencia del oscilador local son C7L5 y la matriz varicap incorporada, al cambiar el voltaje en el que se puede usar la resistencia R6 para sintonizar ligeramente la frecuencia. La resistencia R5 está diseñada para crear un "estiramiento". En principio, R5, R6 y C6 se pueden eliminar conectando la pata 23 del MC3362 al cable positivo, y la reestructuración se realiza mediante los elementos C7 y L5. Desde el tramo 20, la señal del oscilador local se puede aplicar al sintetizador de frecuencia, y el voltaje de control debe aplicarse en este caso al tramo 23. Una señal de frecuencia de separación de 6,5 MHz (pero puede ser de 10,7 MHz y 5,5 MHz, esto se comprobó) se alimenta al filtro piezocerámico Z1 y más, sin pasar por el primer IF y el segundo convertidor, al segundo IF, limitador y detector de fase. . Desde el detector de fase, a través del filtro de paso alto en C13R9, que proporciona un corte de frecuencias por encima de 5 kHz [2,3], la señal se alimenta al amplificador LF, hecho de acuerdo con el circuito puente, en el chip MC34119. A diferencia de la serie 174, este amplificador tiene una amplificación significativa, alta resistencia a la autoexcitación, bajo ruido propio, muy alta eficiencia y una pequeña cantidad de elementos adicionales. La potencia de salida en una carga de 20 ohmios es de aproximadamente 0,2 vatios. Si se planea usar el receptor como una emisora de banda ancha, entonces recomiendo cambiar los valores de C13R9 según las recomendaciones [2,3], o eliminar este circuito por completo. Detalles y diseño. Desafortunadamente, la versión del receptor no se llevó a la versión "en caja". En primer lugar, esto no era necesario y, en segundo lugar, el autor está mucho más interesado en el proceso de "conocimiento y creación" que en "peinar y lamer". Por lo tanto, aquellos que deseen repetir este diseño tendrán que crear ellos mismos la placa de circuito impreso. Por cierto, esto hay que hacerlo aunque haya un dibujo, porque a menudo no hay esos elementos que el autor usó. Y el esquema es bastante simple, por lo que no debería haber ninguna dificultad con esto. La protoboard que utilizó el autor tiene unas dimensiones de 100x30 mm. y está fabricado con lámina de fibra de vidrio de doble cara, de 1,5 mm de espesor. Todas las partes están ubicadas en el lado de los conductores impresos (no es necesario perforar agujeros), y el segundo lado se usa como pantalla. Qué bueno es, no puedo decir. Tengo la sospecha de que esto contribuye a la aparición de capacitancias parásitas. Si observa las unidades VHF y UHF industriales, entonces, por alguna razón, todas están hechas en una lámina de un solo lado. Las resistencias, condensadores y condensadores electrolíticos pueden ser de cualquier tipo. Condensadores recortadores del tipo PDA, pero puede haber otros. La resistencia R6 es deseable para usar una vuelta múltiple. El contorno del detector de frecuencia LC se toma de un receptor importado (chino) y debe ser verde o azul. La capacitancia de dicho circuito a una frecuencia de 10,7 MHz es de 90 pF. Por lo tanto, para una frecuencia de 6,5 MHz, una capacitancia adicional Ca es de 150 pF, y para una frecuencia de 5,5 MHz, de 250 pF.[14] El filtro piezocerámico Z1 puede ser de cualquier tipo. Aunque el microcircuito está diseñado para una impedancia de salida de 300 ohmios (para 10,7 MHz) y 1,5 kΩ en la entrada (455 kHz). Sin embargo, todos los filtros funcionan bien. Solo es necesario tener en cuenta que los filtros son diferentes incluso para la misma frecuencia y tienen diferentes anchos de banda, alrededor del 10-20% de la frecuencia de operación, y por lo tanto la selectividad será diferente. Además, en las frecuencias de 6,5 MHz y 5,5 MHz, además de los filtros de paso de banda, también se producen filtros de muesca (supresión). Por lo general, están marcados con un punto y rayados con dos. Los inductores L2, L3, L5 tienen el mismo diseño. Están enrollados en marcos con un diámetro de 5 mm (dichos marcos se usan en televisores SKM y SKD de la 3.ª y 4.ª generación), con alambre plateado de 0.7 mm y tienen 5 vueltas cada uno. Longitud de bobinado 6 mm. Las bobinas están dispuestas verticalmente. Dentro de las bobinas está el núcleo. Latón para operación en banda superior (140 MHz) o ferromagnético para operación en banda inferior (70 MHz). La bobina de comunicación L1 tiene 4 vueltas (vuelta a vuelta) con un cable PEL 0,3 en el terminal superior L2. La bobina de comunicación L4 tiene 2 vueltas (vuelta a vuelta) con un cable PEL 0,3 en el terminal superior L3. La rama en L2 y L3 se hace desde el medio. Todos los contornos se calcularon usando [14], en base a las siguientes consideraciones. La longitud del bobinado es de 6 mm, el número de vueltas es de 5 + 1 (una vuelta adicional tiene en cuenta la longitud de las derivaciones y la inductancia de las pistas), el diámetro del bobinado es de 5.5 mm (0.5 mm tiene en cuenta la holgura de el devanado). Después del cálculo, obtenemos L=0.13 µg. Para sintonizar una frecuencia de 108 MHz, las capacidades de los condensadores deben ser las siguientes: C1=C4=17 pF. El oscilador local opera por debajo de la frecuencia recibida, y una matriz de varicap con una capacitancia mínima de aproximadamente 5 pF se conecta adicionalmente al circuito, por lo tanto, C5 \u19d 5-14 \uXNUMXd XNUMX pF. Los resultados calculados coincidieron casi perfectamente con la práctica al tener en cuenta la capacitancia de montaje de 2-3 pF y la capacitancia de fuente-drenaje de 2 pF. (17 - 3 - 2 \u12d 1 pF. Fue esta capacitancia la que mostraron C4 y C140). La frecuencia límite del oscilador local es de 150 MHz, y teniendo en cuenta el núcleo de latón, XNUMX MHz. Para aquellos que deseen utilizar un receptor a 144 MHz o superior, recomiendo reducir el número de vueltas de las bobinas L2, L3, L5 a 4. Si se planea utilizar el receptor como emisor de banda ancha, recomiendo cambiar el C13R9 valores basados en recomendaciones [2,3], o eliminar esta cadena en general. No se requiere sintonización ULF. Puede ser necesario seleccionar el valor de R12 para el valor óptimo de ganancia y ancho de banda de graves como se recomienda en [4]. Para ajustar el PD, el filtro piezoeléctrico se desconecta del pin 19 y se le aplica una señal modulada en frecuencia a la frecuencia del IF seleccionado. Por ejemplo, utilicé un oscilador de cristal de tres puntos convencional, con un varicap conectado en serie con cuarzo, modulándolo con un generador AF convencional en un solo transistor de [2]. Para ajustar el oscilador local a un rango determinado, utilicé el mismo generador de RF, convirtiéndolo en un generador LC, y el mismo RF de un solo transistor. El generador está ubicado al lado del receptor, en el que se apaga el UHF (la resistencia R4 está soldada) y el capacitor C7 se sintoniza a la frecuencia del generador. Luego, se conecta el UHF, la capacitancia C1 se establece al mínimo y el capacitor C3 ajusta L4 al volumen de señal máximo. Luego se conecta la antena (un trozo de cable de 50-100 cm) y el circuito L2 se sintoniza con el condensador C1. El ajuste fino final de los contornos se realiza mediante el ajuste de núcleos. Si la UHF empieza a excitarse al afinar L2, recomiendo dejarla algo desafinada, por encima de la frecuencia recibida. Algunas notas. El receptor especificado se puede convertir en una versión de banda estrecha. Esto se puede hacer de varias maneras: 1) Habilite la segunda transformación. Esto es fácil de hacer observando el diagrama que se muestra en la Fig. 1. El cuarzo debe seleccionarse 465 kHz por encima o por debajo de la primera FI. Es deseable hacer la primera FI de 10,7 MHz para aumentar la selectividad del canal de imagen. El circuito LC debe usarse desde la FI de los receptores de transistores rusos SV-DV-KB. El uso de contornos de receptores importados (chinos) con coloración amarilla es problemático porque tienen una frecuencia de sintonía de 455 kHz, y no siempre es posible alcanzarla hasta los 465 kHz. Como filtro Z2 (Fig. 1), puede usar FP1P-024, FP1P1-60.1 o algo similar; 2) También puede usar una conversión simple si reemplaza Z1 (Fig. 2) con un filtro de cuarzo listo para usar FP1P1-307-18 con una frecuencia de 10,7 MHz y un ancho de banda de 18 kHz y tamaños muy grandes, o con MCF -10,7-15 con la misma frecuencia y ancho de banda de 15 kHz. Las dimensiones de este filtro son mucho más pequeñas que 15x10x10 mm. Sin embargo, existen serios problemas con esta opción. La esencia de esto es que el voltaje de baja frecuencia de salida del detector de frecuencia (fase) es más pequeño, más ancha es la banda del contorno BH y más pequeña es la desviación de frecuencia. (Esto explica aún más por qué la FM de banda estrecha usa un IF bajo). Por lo tanto, para obtener suficiente volumen, es necesario estrechar el ancho de banda del circuito LC (que es muy difícil) o colocar un amplificador adicional frente al ULF. ¡Y esos son ruidos! Hay una opción más. En lugar de LC, use un resonador de cuarzo de 10,7 MHz, como se implementó en [5]. Sin embargo, el MC3362 no fue diseñado para esta aplicación y el autor no lo ha probado. Para aquellos que quieran hacer esto, recomiendo usar un chip MC13136 casi similar, pero diseñado para un resonador de cuarzo en un agujero negro, en lugar de un LC. Además, ambas opciones tienen un inconveniente común. Con un ancho de banda estrecho, las fluctuaciones en la frecuencia del oscilador local se vuelven muy notorias, es decir, se requiere un sintetizador o una estabilización de cuarzo. Una observación más. En el receptor (Fig. 2), el autor realizó una doble conversión, haciendo la primera FI de 10,7 MHz y la segunda de 6,5 MHz. El resultado fue deprimente. El receptor apenas recibió una estación de radio con una potencia de 1,5 kW ubicada a una distancia de 2-3 km. Reemplazar el microcircuito no dio ningún resultado, no realicé más procedimientos. Para aquellos que quieran reducir aún más el tamaño del receptor, recomiendo usar el MC3363, que tiene un transistor UHF integrado en la caja, así como un sistema de reducción de ruido. Pero se produce solo en un paquete plano, lo que complica su instalación y es mucho más caro, alrededor de 200-250 rublos, contra 25 rublos MS3362. El MC34119 cuesta lo mismo. Algunas conclusiones pasajeras. Estoy experimentando con el receptor dado, así como con los bloques RF e IF del receptor chino, Ural-Auto, Melody-106, es decir. Uso HF del receptor desarrollado, y IF de otro y viceversa, el autor hizo las siguientes conclusiones, quizás ya conocidas: 1) la calidad del receptor (sensibilidad y selectividad) está determinada principalmente por la calidad del bloque IF-FR y es prácticamente independiente del bloque RF;
Literatura 1. Barkan V. F., Zhdanov V. K. Receptores de radio. 1972.
Autor: Alexey Bolshakov; Publicación: cxem.net
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