Простые приемники

Как отмечается в современной радиолюбительской периодике, создание простых

радиоприемников для наблюдения за любительским эфиром привлекает многих

радиолюбителей. Только за последние полгода в журнале «Радио» было

опубликовано минимум два таких приемника на дискретных элементах (в основном на

современных двухзатворных полевых транзисторах) [2]. В этих популярных

журнальных статьях размещены схемы приемников, описание их работы, особенности

сборки и наладки для создания простых конструкций с приличными характеристики в

домашних условиях. Параллельно, а скорее чуть раньше, эти конструкции

всесторонне обсуждались на радиолюбительских форумах в интернете.

Несколькими годами ранее такой же бум вызвали радиоприемники с другой

элементной базой - на микросхемах. Несомненно, их представителями можно назвать

«Малыш» и «Степ» С.Беленецкого (US5MSQ), «Аматоры» А.Темерева

(UR5VUL), «Карлсоны» и «Кент» Б.Попова (UN7CI) и ряд других с

применением МС3362, SA612, К174ПС1,…ХА2...

Приятно осознавать, что и наш сайт не остался в стороне от процесса

любительского RX-строения, применяя в своих конструкциях именно эти, указанные

выше, и др. микросхемы [3, 4]. А из образцовых конструкций СМР в рубрике

«Советуем повторить…» первым материалом опубликовал «Простой приемник

коротковолновика» А.Темерева из журнала «Радио», 2007, № 10, с.66 -

67 [1].

Для этой конструкции автором была выбрана микросхема фирмы Phillips

Semiconductor ТЕА5570. Выпускаемая с конца восьмидесятых годов она

предназначалась для бытовых и автомобильных приемников среднего уровня.

Распространенная и вполне доступная для радиолюбителей по цене (ее можно найти в

продаже и в интернет-магазинах), эта микросхема имеет неплохие параметры для

создания радиоприемников любительского уровня. С самой

конструкцией приемника А.Темерева ознакомится в указанном выше журнале

[1].

Идею усовершенствования упомянутого выше радиоприемника поддержал его автор,

консультируя администрацию СМР по некоторым вопросам. Принципиальная схема с

изменениями в базовой части приемника приведена на рис.2. 

Рис.2

Для обеспечения приема нескольких любительских диапазонов и создания хотя бы

некоторых сервисных удобств при настройке в приемник был введен простейший синтезатор на AD9834. Его подключение по предложению А.Темерева осуществлено к

выводу 8 микросхемы и видно на приведенной схеме (рис.2). При этом на элементы

внутреннего генератора с вывода 7 подается напряжение питания через резистор R4

100 Ом, а на вывод 8 подается ВЧ сигнал от синтезатора величиной около 200 мВ

(подбирается емкостью С9 при наладке от 6,8 до 4700 пФ по оптимальному

соотношению сигнал/шум). При монтаже элементы ГПД удаляются, а на их месте

устанавливаются R4 и C9, подпаивается тонкий экранированный провод от ВЧ выхода

синтезатора, как показано на фото (рис.3).

Рис.3

Вариант схемы синтезатора из всех возможных выбран самый простой и доступный

по цене (конструкция С.Столярова, 4Z5KY, ее можно приобрести через

интернет). Формируемый сигнал

достаточно качественный для применения вместо ГПД в простых конструкциях

приемников. Кроме того, схема экономична по потребляемому току – около 120 мА с

включенной подсветкой дисплея.

Программа синтезатора применена с классической раскладкой частот гетеродина,

т.е. на НЧ диапазонах частота DDS равна сумме рабочей частоты и частоты ПЧ, а на

ВЧ диапазонах - разности этих частот.

Запоминаются "последние” установки синтезатора, имеется память диапазонов,

т.е. при переключении диапазонов запоминаются все установки и частота каждого

диапазона. Имеется встроенный индикатор уровня сигнала. Таким образом, дисплей

синтезатора не перегружен отображаемой информацией и все данные о состоянии

приемника легко читаются.

Светодиодная индикация режимов в данном экземпляре приемника не применялась

(см. фото на рис.4), хотя в схеме синтезатора и предусмотрена.

Рис.4

Управление синтезатором проводится с помощью шести кнопок и валкодера.

Диапазоны переключаются кнопками «Ваnd +/-» «по кругу». Индикацию включенных

аттенюатора, УВЧ, ФНЧ, проводят через кнопки «Mеnu» и «Mоde». Отдельно имеется кнопка расстройки приемника RIT в пределах текущего диапазона и кнопка «Lock» (фиксация настройки).

В синтезаторе применен «интеллектуальный валкодер», позволяющий эффективно

использовать простые самодельные валкодеры с малым числом импульсов на один

оборот и отказаться от переключателя шага перестройки.

Проведены эксперименты с двумя вариантами валкодеров. Первый – применен

дешевый и простой механический энкодер с кнопкой на его оси. Схема подключения и

внешний вид изображены на рис.5.

Рис.5

Второй вариант, более качественный по плавности хода, автоматически

увеличивающий шаг перестройки при увеличении скорости вращения его оси –

валкодер выполненный на базе шагового двигателя (ШД)… Применена рекомендованная К.Ивановым (RD3AY) схема от Thomas (OZ2CPU с доработками

EW2CE), показана на рис.6. В ней применен в качестве валкодера, шаговый

двигатель от старых 5 дюймовых дисководов с применением в качестве схемы

формирования импульсов микросхемы LM358.

Как указывает К.Иванов, единственное, что нужно учесть, это то, что у

некоторых шаговых двигателей средние точки обеих обмоток, соединены внутри

двигателя и имеют один вывод от этого соединения наружу. Поэтому, потребуется

аккуратная разборка и модернизация двигателя. То есть, потребуется добавление

отдельного вывода от середины каждой обмотки. Обычно обмотки внутри двигателя

имеют разный цвет эмали покрывающие провода. Следует рассоединить точку

соединения четырех проводов, так чтобы остались соединенными по два провода

одного цвета эмали. Это и будут два отвода от средних точек (каждый вывод от

двух проводов обмотки, покрытых одинаковой эмалью).

Если у экземпляра применяемого ШД шесть выводов, то ничего переделывать не

над. С выводами надо разобраться, измеряя сопротивление между крайними выводами

обмоток (около 180 Ом). Ориентироваться на цвет пластиковой изоляции выводов не

рекомендуется. На рис. показаны два варианта (переделанный, в алюминиевом

корпусе и не требующий переделки, с 6 выводами). И оба варианта отличались по

цвету проводников как от приведенных в литературе, так и друг от друга.

Таким образом, оптимальным способом определения и правильного соединения

выводов следует считать аккуратную разборку ШД, визуальный осмотр распайки

выводов обмоток и измерение их сопротивления.

Переделанный валкодер достаточно качественно работает при разных скоростях

вращения ручки настройки трансивера и не требует слесарных работ при его

изготовлении.

Схема и печатная плата валкодера под дискретные элементы показана на рис.6.

Кроме того, при установке ШД в ваш приемник, необходимо его корпус соединить с

землей (корпусом приемника), это устранит формирование ложного импульса при

прикосновении к корпусу ШД.

Рис.6

В нашей конструкции приемника опробованы оба варианта, с отметкой в лучшую

сторону валкодера на ШД (плавность и легкость хода). Из испытанных двух ШД один

подвергался переделке по Иванову – разницы в их работе в качестве валкодера не

наблюдалось.

По массово-габаритным параметрам и простоте схемы подключения, конечно, лучше

применить механический энкодер, как на фото (рис.4), но он менее удобен в

работе.

Стоит остановиться на так наз. сервисном меню, где нужно выставить свои

данные ПЧ – для каждого режима - LSB, USB и CW отдельно, тактовую частоту DDS и

другие параметры. Частоту ПЧ можно устанавливать любую от 0 Гц и выше. Вход в

сервисное меню – включение питания при нажатой кнопке "Menu”. Пункты меню

переключаются кнопками "Band -" и "Band +",  нужные данные

устанавливаются вращением валкодера, а записываются вновь установленные данные отдельно для каждого пункта меню нажатием на кнопку "Mode". Выход

из сервисного меню выключением питания. Давать более подробное описание работы и

управления синтезатором не имеет смысла, т.к. все понятно из названий кнопок и

выводов на принципиальной схеме.

Следующие дополнения – применение многодиапазонного полосового фильтра на

входе приемника, введение предусилителя УВЧ и аттенюатора.

К схеме синтезатора на отдельной плате собирается дешифратор на микросхеме

К155ИД10 (импортный аналог SN74LS145N), собственно с его помощью

переключают диапазоны в приемнике (рис.7). 

Рис.7

Диапазонный полосовой фильтр (ДПФ) можно сделать самостоятельно made in houm

или применить готовый, например, ДПФ-6 (-9) фирмы «Аверс», что и было сделано.

По рекомендации А.Темерева ДПФ-6 подключен к дифференциальному входу

микросхемы ТЕА5570 посредством широкополосного трансформатора, как показано на

принципиальной схеме (рис.2). Монтаж выполнен на месте удаленных элементов

базового однодиапазонного ДПФ (рис.8)

Рис.8

В связи с подключением ДПФ и синтезатора в схему приемника в рисунок базовой

печатной платы внесены соответствующие изменения (рис.9). 

Рис.9

В схему приемника введен УВЧ (предусилитель - PREAMP), выполненный по

типичной схеме. Он монтируются на той же отдельной плате, что и дешифратор.

Возле антенного входа на контактах реле смонтирован аттенюатор (АТТ).

Сервисные выходы синтезатора PRE и ATT

дополняются ключами на распространенных КТ315 (обычно их коллекторно-эмитерный

переход выдерживают ток до 50-100 мА, при напряжении 30-60 В, что достаточно для

четкого срабатывания распространенных реле (рис.10). Управление ими

осуществляется подачей напряжения, снимаемого с соответствующих выходов

синтезатора, логической 1, около 5 В, в цепь базы транзистора ключа.

Рис.10

Следует заметить, что перед установкой ДПФ-6 (-9) в приемник надо проверить

срабатывание всех реле в линейке контуров каждого диапазона. Очевидно, при

производстве ДПФ применяются реле с разным напряжением срабатывания (разные

паспорта). Из-за этого разброса напряжения питания реле включение отдельных

контуров в том или ином диапазоне происходит при разных напряжениях питания

приемника. Например, в одном из приобретенных через интернет ДПФ-6 все реле

диапазона 14 МГц включались при напряжении только выше 14 В (остальные

срабатывали при 12 В).

(В

техническом паспорте ДПФ фирмы «Аверс» указано питание 12 - 27 В, очевидно, по

той же причине).

Соответственно, это требует коррекции в цепях схемы питания приемника – от БП

подать не 12 В, а скажем 14 В…

После основного селективного элемента приемника, вносящего затухание

кварцевого фильтра (QZ1 - QZ4),

транзистор VT1 заменен на малошумящий КТ3102Е с высоким

коэффициентом усиления, что повышает чувствительность приемника.

Подвергся изменению низкочастотный тракт приемника. После активного

смесителя-демодулятора на SА612, вход которого

включен балансно  вместо штатного установлен фильтр по распространенной схеме

С.Беленецкого на магнитной стереоголовке. Затухание после него 52 - 60 дБ

частично компенсируется активным каскадом на малошумящем транзисторе ВС547С с

цепочкой коррекции (R10,C24,C26). И

сам фильтр и предварительный каскад на транзисторе заключены в экран из луженной

жести (рис.11). Выводы (вход/выход) из корпуса фильтра тонким экранированным

проводом подключаются к нужным точкам платы, а сам корпус расположен рядом с

платой.

Рис.11

Собственно УЗЧ выполнен по типичной схеме K.Sunamura (JF1OZL) на LM386-I с усилением около

70 дБ (номинал R17 выбран 10 Ом).

В цепи ОС микросхемы и на выходе перед динамиком также включены

частотно-коррегирующие цепочки (R18, С34 и R19, C35). Таким образом, удалось добиться

минимума собственных шумов работы УЗЧ.

Подключение вновь введенных элементов в схему УЗЧ проведено навесным

монтажом, но при создании приемника «с нуля» можно изменить рисунок печатной

платы, учитывая корректировку, показанную на рис.8 и навесной монтаж УЗЧ.

По рекомендации А.Темерева для корректной работы индикатора S-метра на дисплее синтезатора, применен простейший удвоитель

напряжения, подключенный к звуковому выходу приемника. Цепочка элементов его

схемы (R20,21,C37,38,VD2,3)

смонтирована навесным монтажом на клеммах малогабаритного динамика,

прикрепленного к верхней крышке приемника. Динамик с Rн=4 Ом и мощностью 0,5 Вт

при подключении головных телефонов в разъем J автоматически отключается.

Рис.12

Поскольку в приемнике применены два готовых узла (настроенные ДПФ и

синтезатор), особенности наладки касаются только его базовой части. Их можно

взять из первоисточника [1].

Приемник собран в стандартном корпусе размером 130х170х65 мм на печатных

платах из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита. Положение узлов и

блоков в корпусе не потребовало дополнительной экранизации его стенок – приемник

стабилен в работе и не чувствителен к наводкам.

Приемник имеет следующие основные сервисные и технические характеристики (измерения проведены согласно рекомендаций в статье «Измерение основных

параметров КВ радиоприемника»):

- диапазон принимаемых частот 160 - 10 м;

- память всех установок и частоты каждого диапазона;

- отключаемый аттенюатор входного сигнала -20 дБ;

- отключаемый УВЧ;

- отключаемый пассивный ФНЧ;

- расстройка приемника в пределах текущего диапазона +/- 12 кГц;

- запоминание "последних” установок синтезатора;

- встроенный индикатор уровня сигнала;

- чувствительность приемного тракта с выключенным УВЧ при приеме SSB-сигнала

на диапазоне 20 м при соотношении сигнал/шум 10 дБ, не хуже 0,25 мкВ;

- избирательность по соседнему каналу при расстройке +/- 3 кГц от основной

частоты приема -66 дБ;

- избирательность по зеркальному каналу, измеренная на частоте 6-го диапазона

(28,5 МГц) -60 дБ;

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

- полоса пропускания приемника 3,2 кГц;

- потребляемый ток не более 150 мА.

Источники.

1. Темерев А.П. Простой приемник коротковолновика. – Радио, 2007, № 10, с. 66

- 67.

2. Беленецкий С. (US5MSQ). - Простой приемник

наблюдателя на двухзатворных полевых транзисторах. _Радио, 2011, № 10, с.60 –

63;

- Любительские приемники на двухзатворных полевых транзисторах. - Радио,

2012, № 2, с.60 – 63.

3. Серия статей «Радиоприемник «Мотив-RX ретро». Продолжение

проекта…»:

http://smham.ucoz.ru/publ/9-1-0-190

http://smham.ucoz.ru/publ/9-1-0-191

http://smham.ucoz.ru/publ/9-1-0-194

http://smham.ucoz.ru/publ/9-1-0-202

4. Проект

«Мотив-RX ретро», часть 1, часть 2.