Каталог статей и схем


Простой приемник коротковолновика-наблюдателя

Для тех радиолюбителей, кого интересует только прием (наблюдение) любительских станций, наличие постоянно включенного мобильного (не обязательно стационарного) приемника - достаточно важная задача. Это связано, в том числе, и с определенной сложностью создания, а, главное, налаживания передающего тракта в условиях недостатка опыта и отсутствия многих необходимых измерительных приборов. Да, и имея под рукой промышленный импортный трансивер, мониторинг эфира для более опытных НАМ,ов приобретает важное значение. Услышал нужного корреспондента – включил базовый (стационарный) ТRХ… К слову, открытые широкополосные входы современных промышленных трансиверов, подчас дают такой шумовой «окрас» приема, что никакая DSP-обработка не помогает, да и для слуха не очень приятная нагрузка…

Собственно, именно поэтому автор снова предлагает еще один вариант самодельного достаточно простого приемника «Мотив-RX 2».

 

Он представляет собой конструкцию, доступную для повторения даже начинающими радиолюбителями. При изготовлении этого приемника ставилась задача создать недорогой аппарат с приемлемыми характеристиками, обладающий высокой повторяемостью и доступной для большинства радиолюбителей элементной базой. Данная конструкция не содержит каких–либо оригинальных схемных решений. Применены многие узлы, ранее предложенные другими авторами и хорошо зарекомендовавшие себя при массовом повторении. Базовыми явились схемные решения, примененные и описанные в конструкциях трансивера

С.Тележникова «Дружба-М" [1] и приемопередающего тракта SSB трансивера В.Кузнецова (RA3XDH) [2].

 

Не так давно на нашем сайте была опубликована целая серия материалов под общим названием «Радиоприемник «Мотив-RX ретро». Продолжение проекта» [10]. В этом проекте создан приемник с двойным преобразованием частоты на основе многофункциональной микросхемы МС3362 и микросхемы SA612 (двойной балансный смеситель с встроенным генератором и стабилизатором напряжения), чем исключался подбор диодов в кольцевом балансном смесителе, отпала необходимость собирать и настраивать ОГ. Таким образом, достигалась основная цель – минимизировать число моточных узлов и максимально упростить настройку каскадов приемника. При этом получаются «достойные» параметры всего приемника.

В комментариях к этому материалу (в личной переписке автора, в том числе) есть и такое мнение:

«Если применять два преобразования частоты, то для этого нужно понять, для чего это нужно. Если основная избирательность по соседнему каналу, согласно схемы, возлагается на ЭМФ, - это нормально, поскольку они (фильтры) для этого и придуманы. Более того, как следует из интернет-источников, электромеханические фильтры в ряде случаев имеют характеристики лучше КФ (например, по прямоугольности АЧХ).

 

Выбор избирательности по зеркальному каналу целиком зависит от выбора 1-й ПЧ. Чем она выше, тем выше избирательность по зеркальному каналу. Выбор ПЧ-1 в районе 8-9 МГц, является самым типичным компромиссом, поскольку реализовать его относительно не сложно, и параметры получаются вполне приемлемые для радиолюбительства. При таком раскладе требования к фильтру ПЧ-1 можно существенно снизить. Например, использовать 2-3 контурные полосовые LC-фильтры. Или, если мотать не хочется, то применить готовые пьезофильтры (о подобном варианте рассказано здесь) или самодельные 3-4 кристальные кварцевые фильтры. Этого вполне достаточно.

Вместе с тем, если применить фильтры 6-8 кристальные в ПЧ-1 (напомню, в описанной конструкции приемника с двойным преобразованием в 1-й ПЧ применен 8-ми кристальный КФ с полосой пропускания около 3 кГц - В.К.), то можно получить нужную узкую полосу частот сразу и нет нужды иметь ЭМФ во 2-й ПЧ. Так обычно и поступают многие радиолюбители. Зачем делать два преобразования, когда и на одном все прекрасно работает? Это простое и эффективное решение».

 

На нашем сайте есть материал, наиболее близко отвечающий требованиям вышеприведенного высказывания В.Лифаря (RW3DКB). Это статья «по мотивам» приемопередающего тракта SSB трансивера В.Кузнецова (RA3XDH) из Радио № 2, 1999 г. [2] Трансивер–конструктор «Мотив-2» [10].

 

Повторенный автором статьи этот трансивер с одним преобразованием частоты и 4-х кристальным КФ неплохо работает на НЧ диапазонах, но при перестройке на более высокочастотные диапазоны ему явно не хватает чувствительности.
 

Используя основную плату приемопередающего тракта для переделки в приемник (подобную переделку предполагает и сам автор – В.Кузнецов в [2]), решено было ее «усилить» в прямом и переносном смысле – развернуть один из каскадов ТХ на прием. Кстати, можно и два ТХ-каскада развернуть…

Замечания, вроде, «будет возбуждаться», проверялись как опытным путем, что, как известно, является критерием истины, так и с теоретической помощью старших товарищей (В.Н.Лифарь, RW3DKB) – собственно, с учетом результатов его моделирования и родился этот гибрид-приемник.

 

Теоретическое обоснование примененных каскадов хорошо изложено у Э.Реда. В основе каждого каскада основной платы - широкополосный усилитель малых сигналов типа С (обозначение типа у Э.Рэда условно). Теоретические расчеты этого усилителя сведены в виде номограмм и таблиц в [7]. Как пишет Э.Ред, его структура очень стабильна. И только при частотно-избирательном включении возможно возникновения связей между выходом и входом, обусловленных периферийными избирательными цепями. Вспомним, что о стабильности своего приемопередающего тракта упоминается и в статье В.Кузнецова.

Эквивалентная схема одного из каскадов приемника приведена на рис.1.

Рис.1

Усиление каскада примерно 10-15 по напряжению, зависит от примененных транзисторов и их тока коллектора (от 10 до 60 мА). В.Кузнецов предполагает возможную замену на КТ610А, 646А. Эти транзисторы обладают наилучшими шумовыми свойствами для транзисторов данной мощности (средней).

 

Два варианта подключения переходных конденсаторов между каскадами и КФ обусловлено применением трансформатора 1:4 - при съеме сигнала со среднего отвода обмотки трансформатора выходное сопротивление составит примерно 50 Ом. Если сигнал снимается с коллектора транзистора, выходное сопротивление будет примерно 200 Ом.

 

От величины сопротивления резистора в цепи эмиттера транзистора зависит входное сопротивление каскада. При сопротивлении 5-6 Ом входное сопротивление примерно 50+/- 5 Ом. При увеличении этого сопротивления входное сопротивление растет. Так при номинале 10 Ом входное сопротивление будет примерно 80 Ом, а при максимальном номинале 18 Ом, Rвх. каскада будет около 120 Ом. При этом одновременно падает усиление каскада.

 

С учетом этих особенностей и были соединены усилительные каскады приемника. Теперь их три. Применение второго (считая от входа) дополнительного каскада, кроме увеличения общего усиления тракта, обусловлено еще и «золотым правилом» радиоконструктора: настолько снизил усиление (затухание в КФ), настолько надо его и компенсировать (увеличить).

Не вдаваясь в дальнейшее теоретизирование, приведем блок-схему (рис.2) и принципиальную схему приемника (рис.3).

Рис.2

 

Рис.3

На принципиальной схеме (рис.3) не изображен ГПД и цифровая шкала – применение синтезатора или «своего» ГПД с «другой» ЦШ может резко повысить сервисные удобства приемника. Так что здесь возможен творческий подход радиолюбителя. В авторском варианте применялся несколько измененный ГПД-02 от TRX «Дружба-М» (см. схему на рис.4) и ЦШ А.Денисова [5].

Рис.4

Число диапазонов в примененном ДПФ от TRX «Дружба-М» уменьшено до пяти. Принципы его построения и работы (как и многих других узлов) можно найти в первоисточнике [1].  

В приемнике предусмотрено применение отключаемого УВЧ, что позволяет вести уверенный прием на ВЧ диапазонах. Тем же трехпозиционным S1 можно включить АТТ, ослабив сильный сигнал или помехи на -20 дБ.

 

Из других сервисных удобств: в наличии индицированная светодиодом расстройка, включаемая S2, что позволяет более точно и плавно подстроиться на cигнал SSB/CW.

 

Во многом качественная работа приемника определяется правильным подбором диодов в его двойных балансных смесителях (VD1 – VD4, VD7 – VD10). Диоды настоятельно рекомендуется применять, подобрав их согласно рекомендаций, изложенных в статье «О подборе диодов в смесителях» [10]. Оптимальным выбором следует считать диоды типа КД922 или КД514.

Во многих случаях альтернативным вариантом может оказаться применение готовых диодных микросборок с подобранными характеристиками. Например, часто рекомендуемых КДС523А, Б, или подобранных в сборку диодов (КДС523ВР). Однако, в целом ряде случаев, необходимо обязательно проверить эти сборки хотя бы самым простым способом, поскольку допустимый разброс в них может достигать 10% и это может негативно сказаться на работе смесителей и потребует добавления в схему смесителя балансировочных резисторов и/или емкостей, что в целом ни к чему, поскольку увеличивает потери в смесителе. А это всегда нежелательно.

 

Основная плата трансивера «Дружба-М» содержит два кварцевых фильтра – основной восьмикристальный и подчисточный с регулируемой полосой пропускания. В принципе, такой подход в построении основной платы возможен и в нашем приемнике, развернув второй каскад на прием. Для этого основной КФ включается между первым и вторым каскадом (с учетом замечаний по согласованию, изложенных выше); второй, подчисточный – между вторым и третьим. В нашем случае чисто по технологической причине (переделка осуществлялась уже готовой основной платы трансивера В.Кузнецова методом навесного монтажа и коррекцией печатных проводником ножом) оставлен самый простой вариант схемы – с 4-х кристальным КФ, выполненным из набора С.Тележникова (RV3YF).

 

Прямоугольность такого КФ определенно хуже ЭМФ или пьезофильтра, поэтому избирательность по соседнему каналу приемника будет несколько хуже. Однако, при относительно высокой ПЧ (8865 кГц) намного проще обеспечить хорошую избирательность по зеркальному каналу. Для этого достаточно 2-х контурного ДПФ.

 

Во многих источниках рекомендуется применять 8-резонаторный КФ лестничного типа, как наиболее простой в изготовлении и настройке. Обычно, с 50-омными нагрузками его согласовывают при помощи широкополосных трансформаторов (как и в нашем случае - рис.1). При этом применение каскадов ПЧ на транзисторах средней мощности составляет 10-15 дБ на каскад (то же и у нас). При применении трех таких каскадов с учетом затухания в полосе прозрачности КФ (оно меньше, чем у ЭМФ), усиления по ПЧ вполне хватает для достижения высокой чувствительности (менее 0,5 мкВ).

 

Наиболее простой вариант, который применен в нашем приемнике — использование одинаковых кварцевых резонаторов на одну и ту же частоту (+/- 40 Гц) для конструкции фильтра по лестничной схеме и опорного генератора. Вход КФ (Rвх./вых.≈200 Ом) согласован с выходом каскада на VT3 точкой подключения к ШПТЛ (коллектор VT3) и резистором R28. Для согласования с входным сопротивлением каскада (на VT4), перед которыми включен КФ, и устойчивой его работы, применен резистивный аттенюатор (R32, R34).

Согласно данным источника [8] фильтр можно представить, как типичный «нижний». Края среза фильтра в нашей конструкции при полосе 3,2 кГц будут 8861,6 - 8864,8 кГц. Для получения ВБП частота ОГ: 8861,6 - 0,3 = 8861,3 кГц, где 300 Гц это стандартный относ частоты ОГ от среза фильтра. Подстроить эту частоту можно с помощью коммутируемых индуктивности, включенной последовательно с резонатором Cr5.

Поскольку наш фильтр «типично нижний», то для приема НБП в схеме ОГ нужно просто исключить «удлиняющую» катушку (хотя возможен вариант включения конденсатора для получения НБП (8823,7 + 0,3 = 8824,0 кГц). Переключение полосы приема ВБП/НБП осуществляется автоматически при смене диапазона секцией переключателя S3.2.

 

Сигнал CW можно принимать при любой полосе приема, но при применении варианта схемы ОГ с конденсатором предпочтительнее сигнал СW принимать в положении НБП (включением конденсатора последовательно с кварцем можно снизить полосу приема до 800-900 Гц, но при этом усложнится коммутация – придется добавить еще один отдельный переключатель SSB-CW, или коммутировать с помощью реле). Этот вариант показан на рис.3.

 

В любом случае изменение частоты опорного генератора при НБП/ВБП придется учитывать при настройке частотомера (введение в банк величины ПЧ с учетом ее суммирования/вычитания).

 

В качестве УЗЧ приемника применена схема, рекомендуемая даташитом к микросхеме LM386, что обеспечивает более высокую стабильность ее работы. Как указывает С.Беленецкий (US5MSQ), наименее «шумной» из 386-й серии, является микросхема LM386N-I («не хуже, чем любая другая из «наших» 174УН...»).

УЗЧ на LM386 можно выполнить и по более популярной схеме [6], позволяющей получить усиление от 34 до 74 дБ, как это сделано, например, в приемнике «Малыш» С.Беленецкого [3]. Согласно этой схемы выполнена и простейшая АРУ на VD5, VD6 и VT5 .

Перед УЗЧ можно применить любой пассивный (на R-L-C-элементах) ФНЧ. Например, промышленный Д-3.4 или самодельный (на основе ферритовых колец или магнитофонных головок - схем в интернете много). Так и простейшие активные ФНЧ, например, по схеме трансивера «Урал-(07 mini)-RD» А.Першина (RV3AE) [9], или несколько более сложный, активный фильтр по схеме Б.Попова [4], многократно с хорошими результатами опробованный на различных типах ОУ, и ряд других.

Основные радиодетали для сборки приемника можно выписать у С.Тележникова.

Все узлы приемника «Мотив-RX 2» экранированы луженной жестью или латунью и выполнены по-блочно. Установка резонаторов КФ выполнена согласно рекомендаций по материалам нашего сайта [10]. Экран основной платы закреплен на резьбовой части транзисторов КТ606 и является, одновременно, теплоотводящим элементом – все-таки потребляемый ток достаточно большой и транзисторы при работе в схеме становятся теплыми. Для упрощения управления частотой ОГ (без применения реле и с целью укорочения проводников) его плату необходимо разместить поближе к переключателю S3.

 

Правильно собранный приемник с исправными деталями и установленными частотами ГПД начинает работать сразу. Напряжение высокой частоты ГПД и ОГ (оба после УВЧ), измеренное ламповым вольтметром ВК 7-9, составляет соответственно 0,7 и 1,2 В. При этом не следует пренебрегать и контролем работы приемника на слух – меняя уровень ВЧ напряжения при максимальном усилении можно добиться оптимального усиления, когда к шуму эфира начинает добавляться «белый шум», т.е., далее уровень ВЧ напряжения генераторов повышать нецелесообразно.

 

Выполненный по схеме, приведенной на рис.3, приемник имеет следующие основные технические характеристики (измерения проведены согласно рекомендаций в статье «Измерение основных параметров КВ радиоприемника») [10]:

- чувствительность приемного тракта с выключенным УВЧ при приеме SSB-сигнала на диапазоне 20 м при соотношении сигнал/шум 10 дБ, не хуже 0,5 мкВ;

- избирательность по соседнему каналу при расстройке +/- 3 кГц от основной частоты приема -66 дБ;

- избирательность по зеркальному каналу, измеренная на частоте 5-го диапазона (28,5 МГц) -60 дБ;

- ослабление чувствительности к сигналу ПЧ – не менее -80 дБ.

О полосе пропускания приемника можно судить по данным основного селективного элемента - КФ. Эти данные вписаны поверх его принципиальной схемы, приведенной на рис.3 (измерено прибором NWT).
 

Подробности по налаживанию приемника, если это понадобиться, можно почерпнуть из источников, указанных в списке литературы.

 

Источники:

1. С.Тележников (RV3YF). Коротковолновый трансивер «Дружба-М».- На сайте CQHAM.ru.

2. В.Кузнецов (RA3XDH). Приемопередающий тракт SSB трансивера. - Радио, 2009, №2, с. 54 – 56.
3. C.Беленецкий (US5MSQ). Двухдиапазонный КВ приемник «Малыш». - Радио, 2008, № 4, с. 51 - 53; № 5, с.72-74. - На сайте СQHAM.ru
5. А.Денисов (RA3RBE). Цифровая шкала- частотомер с ЖК индикатором. - На сайте CQHAM.ru.
6. Казухиро Сунамура (JF1OZL). Как получить усиление 74 дБ от микросхемы LM386. – На сайте «Радиофанат» Н.Большакова.
7. Эрик Т. Ред. Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике.– М., Мир, 1990, с. 63 – 67, 70.
8. В.Артеменко, (UT5UDJ). Инверсия боковой полосы: причины и следствия. – Радиолюбитель - КВ и УКВ, 2001, №7.

9. А.Першин (RV3AE). КВ трансивер «URAL-RD». - Сборник «Радио-дизайн" № 22, с.29.

10. На сайте СМР:

В.Лифарь, В.Кононенко. О подборе диодов в смесителях

Кварцевые фильтры – обмен опытом

Трансивер–конструктор «Мотив-2»

В.Лифарь, В.Кононенко. Измерение основных параметров КВ радиоприемника

 

В.Кононенко, RA0CCN

Категория: Самодельные | Добавил: Author (19.04.2011) | Автор: В.Кононенко E
Просмотров: 31813 | Теги: приемник коротковолновика-наблюдате, С Тележников, ОГ, ГПД, УПЧ, кварцевый фильтр, Дружба-М | Рейтинг: 5.0/2
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]