Основные концептуальные идеи выбора принципиальной схемы. Назначение узлов.
Ультракоротковолновый приёмник для любительской радиосвязи или радионаблюдений должен обеспечить приём сигналов радиостанций, имеющих малую мощность и расположенных на значительных расстояниях (более 1000 километров). Приём слабых сигналов нередко ведётся в условиях помех со стороны других мощных станций, иногда расположенных на небольшом расстоянии. В условиях города приём сопровождается атмосферными и промышленными помехами. Поэтому требования к чувствительности и избирательности должны быть предельно высокими. Приёмник для любительской радиосвязи или радионаблюдений должен обладать высокой стабильностью частоты, точно калиброванной и удобной шкалой, оптимальной растяжкой диапазона, по возможности регулируемой полосой пропускания, иметь небольшие габаритные размеры и массу.
Современный любительский КВ/УКВ приёмник обычно предназначается для приёма телеграфных сигналов (ТЛГ), однополосно-модулированных телефонных сигналов (ОМ), иногда для приёма телетайпа и частотно-модулированных телефонных сигналов.
В настоящее время наиболее распространённым типом любительских связных приёмников является супергетеродин. В супергетеродинном приёмнике основное усиление высокочастотных сигналов и их селекция (обеспечение необходимой полосы приёма) обеспечиваются не на принимаемой, а на промежуточной частоте, которая выбирается неизменной для всех принимаемых частот [1,4]. Для перенесения на промежуточную частоту принимаемый сигнал смешивается с колебаниями высокочастотного генератора, называемого также гетеродином Г, частота которого отличается от принимаемой на величину промежуточной частоты.
Блок-схема приёмника приведена на рис.1.
В супергетеродинном приёмнике необходимо обеспечить такое сопряжение частоты настройки входных контуров и контуров УРЧ с частотой гетеродина, чтобы разность этих частот была равна промежуточной во всём принимаемом диапазоне.
С учётом перечисленных требований мы разработали супергетеродинный приёмник с двойным преобразованием частоты. Для достижения необходимой стабильности частоты приёма в схеме первого гетеродина, имеющего достаточно высокую частоту колебаний, использован кварцевый резонатор.
Принятый антенной сигнал с частотой f1 (в диапазоне 144.0 – 144.5 МГц) поступает на вход малошумящего усилителя высокой частоты УВЧ (блок 1). Усиленный до необходимого уровня сигнал подаётся на один из входов первого преобразователя частоты (блок 2). На второй вход преобразователя частоты подаются колебания первого гетеродина Г1 (блок 10) с частотой f2 равной 138 МГц. В результате смешивания колебаний с частотами f1 и f2 на выходе преобразователя (2) образуются колебания с частотой f3 в полосе 6,0 – 6,5 МГц.
С целью устранения так называемой зеркальной помехи, колебания с частотой f3 на вход второго преобразователя частоты (блок 4) проходят через перестраиваемый полосовой фильтр ПФ (блок 3).
Второй преобразователь частоты смешивает колебания с частотами f3 и f4. Генератор плавного диапазона второго гетеродина Г2 (блок 11) создаёт колебания в диапазоне частот 5,5 – 6,0 МГц. В результате смешивания на выходе второго преобразователя частоты 4 образуются колебания, частота которых f5 равна промежуточной частоте 500 кГц.
Колебания промежуточной частоты проходят через систему электромеханических фильтров ЭМФ (блок 5), обеспечивающих основную селекцию сигналов, усиливаются в усилителе промежуточной частоты УПЧ (блок 6) и подаются на вход продукт – детектора (блок 7). В результате сложения колебаний промежуточной частоты и колебаний кварцевого генератора Г3 (блок 12) с частотой 500 кГц на выходе (7) выделяется низкочастотный сигнал.
Выделенный низкочастотный сигнал усиливается усилителем низкой частоты (блок 8) и затем подаётся на головные телефоны либо громкоговоритель (9).
Обзор КВ радиоприёмника BELKA-DSP
Среди всеобщего засилья дешевых и не очень дешевых китайских КВ приемников, доступных через AliExpress, появление белорусского приемника BELKA-DSP было замечено не сразу и, в основном, только в радиолюбительской среде. Что в принципе не удивительно, поскольку приемник на данный момент мелкосерийный, проектировался изначально под радиолюбительские задачи, а не как массовый продукт. Тем не менее, у такого приемника есть все шансы стать массовым и среди радиолюбителей и среди широких кругов любителей радио.
Спасибо добрым людям из Москвы за возможность бесплатно пощупать этот замечательный аппарат. Имен, фамилий и позывных не называю, это не так важно. В любом случае, больше вам спасибо!
Внешний вид
Поскольку приемник мелкосерийный, фирменной упаковки у него нет, производители не заморачиваются с брендингом и прочей чепухой. Не важно, что написано на коробке (коробки то и нет), важно что внутри, поскольку подобная качественная продукция продвигает и рекламирует себя сама. Как только вы включаете приемник, вы понимаете, за что вы отдали свои кровно заработанные, хотя изначально это совершенно не очевидно.
BELKA-DSP это очень маленький КВ приемник.
Габариты корпуса.
Беря его в руки, думаешь: «И это действительно стоит 110 долларов? Серьезно?!». Да, именно так.
На правом торце находится бесступенчатый валкодер-кнопка. Вращается валкодер очень мягко с легким усилием и, как орган управления приемником, производит очень приятное впечатление. А это важно, поскольку крутить его вам придется много.
Кнопки включения и вызова функций напечатаны на 3Д принтере. Кнопки слегка болтаются на своих местах, но погремушкой приемник от этого не стал. Наверное не плохо было бы их чем-нибудь подпереть изнутри для устранения дребезга, но это мелочи. Нажимаются кнопки с небольшим усилием и вполне четко.
Дисплей приемника жидкокристаллический, матричный, монохромный, диагональ 46мм. Дисплей имеет приятную, в меру яркую, бело-лунную подсветку.
Подсветка дисплея белая, дисплей хорошо читается с разных углов, слева, справа, сверху и снизу. Хотя на некоторых углах наблюдается выцветание картинки, это вообще не проблема, поскольку в большинстве положений читается дисплей отлично. Он не перегружен информацией, на нем отображается частота, выбранная модуляция, индикатор чувствительности, силы сигнала, батарея и некоторые другие символы, связанные с настройками таймера и блокировкой органов управления. Остальные настраиваемые параметры не перегружают индикатор и спрятаны в меню, что удобно.
На правом торце корпуса находится разъем для зарядки приемника MicroUSB с индикаторным светодиодом. Заряжается, приемник от обычного зарядного устройства для смартфона или от USB компьютера или ноутбука. Здесь же находится BNC разъем для подключения комплектной телескопической антенны. Рядом находится гнездо для наушников.
К сожалению, а может к счастью, приемник спроектирован таким образом, что наушники тут играют роль не только устройства воспроизведения звука, но и противовеса для комплектной антенны. Встроенного динамика у приемника нет.
В комплекте с BELKA-DSP идет простая китайская телескопическая антенна, которая вполне справляется со своими функциями. Однако приемник способен переварить сигналы и с большой, полноразмерной многодиапазонной антенны (до 1В).
Дизайн у приемника довольно невзрачный и изначально не производящий сильного впечатления, все это может ввести в заблуждение и создать неправильное первое впечатление об этом, в определенном смысле, уникальном приемнике. Однако, все это отходит на второй план в тот момент, когда вы включаете приемник и настраиваетесь на первую станцию в эфире. Все это – и корпус, и кнопки, и другие детали, становятся совершенно не важны, поскольку BELKA-DSP погружает вас в чудесный мир коротких волн настолько чистых и прозрачных, что никакие китайские приемники и близко не сравнятся по качеству приема и воспроизведения с белкой. Но об этом чуть ниже.
Органы управления, индикации и меню BELKA-DSP
Валкодер, расположенный на правом торце приемника, позволяет перестраивать частоту приема или гулять по настройкам. В дежурном режиме короткое нажатие на валкодер позволяет изменить шаг перестройки частоты. Для более быстрой перестройки частоты необходимо нажать и вращать валкодер, удерживая в нажатом состоянии. Всего доступны 8 вариантов: 10Гц, 20Гц, 50Гц, 100Гц, 1кГц, 5кГц, 10кГц, 50кГц. То есть можно с достаточной точностью настраиваться на любые станции и корреспондентов.
Кнопка VOL. Однократное короткое нажатие на эту кнопку вызывает функцию регулировки громкости. Регулируется громкость боковым валкодером. Подтверждается выбор нажатием на торец валкодера.
Повторное нажатие на кнопку VOL вызывает функцию регулировки чувствительности приемника. Это полезный режим позволяющий ограничить усиление приемника по второй АРУ тем самым значительно повысить комфорт от прослушивания федингующих КВ станций.
Длительное нажатие на кнопку VOL включает блокировку валкодера приемника. При этом на дисплее появляется значок в виде замочка, сигнализирующий о режиме блокировки.
В ходе тестирования выяснился один интересный момент. При блокировке валкодера кнопкой VOL и последующем нажатии на кнопку MOD пропадает индикация на дисплее (не знаю, баг это или фича, но в связке с выключенной подсветкой это позволяет экономить батарею приемника).
Короткое нажатие на VOL, MEM и PWR снимают блокировку c валкодера. Как по мне, не очень удачное решение, поскольку любое случайное нажатие снимает блокировку. Логичнее было бы выключать блокировку также, длительным нажатием на кнопку VOL.
Кнопка MOD. Короткое нажатие позволяет выбрать вид демодуляции принимаемого сигнала. Здесь нам доступны: CW – телеграф, LSB – нижняя боковая полоса, USB – верхняя боковая полоса, AM1 – детектор амплитудной модуляции «по огибающей», AM2 – псевдосинхронный детектор, NFM – узкополосный ЧМ детектор.
Еще одно короткое нажатие позволяет выбрать верхнюю границу среза ФНЧ для выбранного типа модуляции. Доступны частоты: 2.4кГц, 2.7кГц, 3кГц, 3.5кГц, 4кГц, 4.7кГц.
Последующее короткое нажатие позволяет выбрать нижнюю частоту среза ФВЧ для выбранного типа модуляции. Доступны частоты: 50Гц, 75Гц, 100Гц, 150Гц, 200Гц, 300Гц.
Кнопка MEM. Короткое нажатие на кнопку MEM переводит приемник в режим работы вызова и сохранения каналов памяти. Всего пользователю доступно 32 канала памяти, которые можно настроить предварительно или в процессе работы.
В память записывается частота, модуляция, чувствительность и шаг перестройки частоты. В режиме работы с каналами памяти кнопка MEM позволяет в выбранную ячейку памяти записывать текущие настройки, кнопка VOL загружать настройки из памяти.
Кнопка PWR. Короткое или длинное нажатие на кнопку PWR (этот параметр настраивается) включает и выключает приемник.
Во включенном состоянии короткое нажатие на кнопку PWR позволяет настроить таймер (tmr) выключения приемника. Можно просто выключать таймер (off), а можно настроить период, через который приемник сам выключится (20, 30, 40, 50, 60, 120, 240 минут). Пункт (blt) позволяет управлять подсветкой дисплея приемника. Доступно: постоянная работа подсветки (on), полное отключение подсветки (off) и периодический режим работы (tch), когда подсветка активируется на некоторое время при нажатии на кнопки или вращении валкодера. Также здесь можно настроить поведение кнопки PWR (ONm), так, чтобы приемник включался при коротком (imm) или 2-секундном нажатии (del) на кнопку PWR.
Тактико-технические характеристики приемника BELKA-DSP
- Диапазон рабочих частот радиоприёмника 3,5 – 30 МГц (фактически от 1.5 МГц).
- Реализованы режимы демодуляции CW, SSB, два АМ – обычный, по огибающей, и псевдосинхронный, узкополосный ЧМ.
- Подавление зеркального канала около 70 дБ.
- Регулировка полосы как сверху от 2,4 до 4,7 кГц, так и снизу от 50 до 300 Гц.
- В телеграфном режиме полоса около 300 Гц, и регулируется её центр от 500 Гц до 1 кГц.
- Входные цепи приёмника оптимизированы для приёма на телескопическую антенну в диапазоне 3,5 – 30 МГц (антенна длинной около 800 мм).
- Память: 32 ячейки.
- Шаг перестройки частоты 10, 20, 50, 100 Гц, 1, 5, 10, 50 кГц.
- Мощный УНЧ, рассчитанный на работу с внешним динамиком сопротивлением 4 Ом или более (использовать строго стерео джек 3,5мм).
- Внешнее питание 5В. Через разъём MicroUSB осуществляется питание приёмника и одновременно зарядка встроенного аккумулятора.
- При отключении внешнего питания приёмник переходит на питание от аккумулятора. Потребляемый ток около 80 мА. (0.25мВт)
- Время работы на наушники от одной зарядки встроенного LiPo CL803450 аккумулятора около 18 часов.
- Размеры корпуса 84х50х20 мм. Вес 95 грамм.
Внутри
Напомню, что разработан и собран приемник в Белоруссии, в городе Минск. Это не китайская поделка! Однако современный мир устроен таким образом, что так или иначе, все электронные компоненты и даже корпусные изделия производятся на мощностях китайских предприятий и от этого никуда не деться. Но сама идея и конечная сборка осуществляется в Белоруссии. И это, реально, очень приятно, что в соседнем, фактически братском государстве не перевелись еще толковые инженеры, способные создать такое чудо.
Раскручиваем корпус и начинаем изучать внутренности.
Собран приемник очень аккуратно. Придраться к качеству монтажа у меня не получилось, и это приятно.
Не углубляясь в математические дебри, стоит сказать, что приемник построен по принципу прямого преобразования сигналов. Фактически это SDR, содержащий в себе квадратурный детектор, и DSP, который занимается обработкой сигналов с демодулятора. Подобная схема способна думодулировать не только AM, ЧМ, USB, LSB и другие подобные виды модуляции, но и цифру, лишь бы хватило ресурсов DSP.
Сердцем приемника BELKA-DSP является довольно мощный цифровой сигнальный процессор от Analog Devices(ADAU1761).
Именно благодаря ему и усилиями программистов, возможно все это волшебство, которое мы наблюдаем при работе с приемником. Процессор этот достаточно просто визуально программируется (когда знаешь, что делаешь) через специальный софт SigmaStudio от Analog Devices. Проект BELKA-DSP является закрытым, никаких исходников в открытом доступе нет, не было и не будет. То есть, своими руками собрать у вас такую штуку не получится. Вернее, собрать и скопировать схему вы можете, основная проблема в софте для DSP и контроллере пользовательского интерфейса. Их повторить без исходников не выйдет. Хотя, если вы знаете SigmaStudio и понимаете принципы работы квадратурного преобразования сигналов, проблему у вас не будет (наверное).
Мозгами же в BEKLA-DSP служит PIC16F18857. Он необходим для работы пользовательского интерфейса, работы дисплея и переключения режимов работы DSP.
По входу приемника стоят переключаемые ДПФ, что очень хорошо.
Всего, как я понял два ДПФ с частотой переключения 15.5 МГц. Переключение диапазонных фильтров осуществляется при помощи сдвиговых регистров 74LVC595A.
Гетеродин для работы I и Q смесителей сделан на генераторе Si5351a.
Если верить схеме, то смесители сделаны на SN74AUC2G53DCТ. Самих смесителей с этой стороны платы я не нашел, вероятно они находится с другой стороны платы.
УНЧ на TS4890.
Общее впечатление от приемника и личное мнение
Покрутив приемник несколько дней в городе и в полях, я остался полностью доволен его работой. Скажу больше, я был в восторге. BELKA-DSP – это действительно уникальный в своем роде КВ приемник. Снимаю шляпу перед разработчиками. Размер и дизайн приемника могут сыграть с ним злую шутку. Когда берешь его в руки, совершенно не воспринимаешь его всерьез. Даже после прочтения форумов и обзоров думаешь: «Да ладно? Это шутка? Как это может работать лучше большого супергетеродинного монстра с кучей контуров настроек и фильтров? Он действительно стоит тех денег, что за него отдали?». Однако все меняется, когда включаешь BELKA-DSP, подсоединяешь наушники, выдвигаешь антенну, настраиваешься и ловишь первую радиостанцию. Причем не столь важно какую, любительскую или вещалку. Поражает чистота и прозрачность принимаемого сигнала, свободного от большого количества посторонних шумов. Звук совершенно не утомляет и тебе хочется слушать дальше, исследовать эфир, искать сигналы, это по-настоящему захватывает. Приемник в руках просто перестает существовать, он превращается в маленький интерфейс связи, с короткими волнами, которого в процессе работы просто не замечаешь. Да, к нему нужно привыкнуть, освоить работу с фильтрами, системой управления чувствительностью, полностью понять, на что каждый параметр влияет. Но, черт побери, это того стоит. Поскольку после правильной настройки вы действительно получаете удовольствие от прослушивание эфира, и не насилуете свои уши прослушиванием собственных шумов обычного приемника на фоне принимаемой далекой радиостанции, как это обычно бывает с недорогими китайскими КВ приемниками. Ну и надо сказать, что, как и любой другой приемник, BELKA-DSP полностью раскрывается только вдали от городов и сильных источников помех, в лесу, в полях и так далее. Но в этой бочке меда есть и ложка дегтя, лично мне не понравились две вещи: это поведение валкодера на морозе, он работает не четко, и второй момент – это неприятный сильный щелчок в наушниках при выключении приемника, он немного раздражает. В остальном, претензий к приемнику нет.
Если вам интересно КВ, то такой приемник можно взять куда угодно: в поля, в горы, на море. Несмотря на кажущуюся простоту, маленькие размеры и небольшую комплектную антенну, это взрослый аппарат, который способен познакомить вас с миром коротких волн в полной мере. Ну и если кому-то интересно, то дальнобойщиков таким приемником тоже можно послушать, да и не только. На си-би он тоже работает. Так что, однозначно рекомендую.
Белка в снегу.
Всем удачи, 55, 73!
PS: На всякий случай для граждан Беларуси. Относительно правильности написания «Белоруссии» и «Беларуси». В современном Русском языке возможны оба употребления. На территории республики Беларусь, правильным является только такая форм написания, в РФ, возможно и такой и такой варианты употребления. При этом первый употребляется в официальной переписке и документообороте, второй в бытовом употреблении. С огромным уважением ко всем гражданам Беларуси.
Схемы узлов. Принципы действия.
Часть принципиальной схемы приёмника, включающая узлы 1, 2, 12, приведена на рис. 2. Малошумящий усилитель (1) выполнен на арсенид-галлиевом полевом транзисторе VT1 типа КТ602А. Необходимое для работы транзистора напряжение обеспечивает компенсационный стабилизатор на транзисторе VT2 типа КТ3117А и стабилитроне VD3 КС156А.
Для защиты транзистора VT1 от статических разрядов к антенному входу присоединены встречно включённые кремниевые диоды VD1, VD2 КД503А. Контура L1, C2; L2, C5; L3, C7 обеспечивают по основному каналу приёма первого преобразователя частоты.
Первый преобразователь частоты (2) собран по кольцевой схеме на полупроводниковых диодах VD4 – VD7 типа КД514А. Широкополосные трансформаторы на ферритовых кольцах Т1, Т2 обеспечивают согласование цепей приёмника. Незначительные потери при преобразовании компенсирует усилитель на транзисторе VT6 КТ368А. Согласование этого усилителя с полосовым фильтром (3) осуществляется с помощью широкополосного трансформатора Т3.
Первый гетеродин Г1 (10) собран по трёхкаскадной схеме с умножением частоты.
Задающий генератор 10.1 собран на транзисторе VT3 типа КТ316А. Колебания генератора стабилизированы кварцевым резонатором с частотой 13,8 МГц. Контур L4, C14 в коллекторной цепи транзистора настроен на пятую гармонику, т.е. на 69 МГц.
Каскад 10.2 на транзисторе VT4 КТ316А является удвоителем частоты. Контур L5, C18 в его коллекторной цепи настроен на частоту 130 МГц.
Каскад 10.3 на транзисторе VT5 КТ325В усиливает колебания с частотой 130 МГц. С контура L6, C23 колебания первого гетеродина подаются на преобразователь частоты (2).
Рис.3. Высокочастотный блок (соотв. Рис.2)
Схема второго преобразователя частоты (4) и генератора плавного диапазона Г2 показаны на рис.4.
Перестраиваемый полосовой фильтр (3) выполнен на контурах L7, C30; L8, C33; L9, C36. Перестройка фильтра осуществляется совместно с перестройкой частоты колебательного контура L12, C44 генератора плавного диапазона Г2 с помощью трёхсекционного конденсатора переменной ёмкости С33, С36, С44. Контур L7, C30 настраивается отдельно. С целью более точного сопряжения фильтра переменный конденсатор С30 установлен на передней панели приёмника.
Второй преобразователь частоты (4) выполнен по балансной схеме на полевых транзисторах VT7, VT8 типа КП303Г. Нагрузкой преобразователя служит вход электромеханического фильтра Z1 ЭМФ9Д500-3В (5).
Второй гетеродин приёмника Г2 выполнен на полевом транзисторе VT9 КП303Г. Частота колебаний гетеродина плавно изменяется с помощью конденсатора С44. Нагрузкой стоковой цепи транзистора служит дроссель ДР4. Высокочастотное напряжение с части витков дросселя подаётся на широкополосный трансформатор Т4, а затем в истоковые цепи транзисторов VT7, VT8.
Схема каскадов усилителя промежуточной частоты (6), продукт-детектора (7) и кварцевого гетеродина Г3 (12) показана на рис. 5.
С выхода электромеханического фильтра Z1 колебания с промежуточной частотой поступают на вход первого каскада усилителя промежуточной частоты. Этот каскад выполнен на малошумящем полевом транзисторе КП303Е. Дополнительная селекция (подавление соседних частот) осуществляется с помощью электромеханического фильтра Z2.
Второй и третий каскады усиления ПЧ выполнены по однотипным схемам на двухзатворных полевых транзисторах КП350А. Стоковыми нагрузками каскадов являются контуры L10, C53 и L11, C59, настроенные на промежуточную частоту 500 кГц. С катушки L11 колебания поступают на вход продукт-детектора (7). Усиление тракта ПЧ можно изменять подачей соответствующего напряжения на второй затвор транзистора VT11 через резистор R25.
Продукт-детектор выполнен по кольцевой схеме на кремниевых полупроводниковых диодах VD9 – VD12. Кварцевый генератор Г3 (12) выполнен на транзисторе VT13 типа КТ312В. В схеме использован кварцевый резонатор Х2 с частотой колебаний 500 кГц. С резистора эмиттерной цепи колебания генератора подаются на соответствующий вход продукт-детектора.
С выхода детектора (7) низкочастотный сигнал поступает для дальнейшего усиления на усилитель низкой частоты. В данной конструкции была использована готовая плата усилителя низкой частоты от ЭПУ “ Концертный”, которая соответствовала требованиям, предъявляемым к данной конструкции. Схема усилителя низкой частоты (8) в работе не приводится.
Приемник прямого преобразования на диапазоны 40 и 80 м
Приемник прямого преобразования выполнен по классической схеме, имеет два КВ диапазона: 40 и 80 метров. Возможен прием станций с однополосной (SSB), амплитудной (AM) модуляцией, телеграфных сигналов (CW). В качестве гетеродина используется синтезатор частоты по ранее опубликованной схеме
Схема приемника:
Входной сигнал с антенны подается на двухконтурный неперестраиваемый преселектор. Переключение диапазонов осуществляется переключателем SA1 типа П2К (два положения, три группы). Две группы контактов переключателя переключают преселектор выбранного диапазона, одна группа (SA1.2) переключает диапазон частот синтезатора, подается на его вход «BAND» (см. схему синтезатора по указанной ссылке). На VT1 реализован усилитель радиочастоты, с его выхода сигнал подается на диодный смеситель (VD1, 2. Все диоды в схеме 1N4148). На смеситель так же поступает напряжение гетеродина через повышающий трансформатор Т2 (разъем X3). Преобразование в смесителе по такой схеме происходит на удвоенной частоте гетеродина, т.е., например, для приема в диапазоне 3500-3800 кГц реальная частота гетеродина должна быть 1750-1900 кГц. В приемнике прямого преобразования промежуточная частота равна нулю, т.е. после смесителя имеем сразу сигнал низкой частоты. Выделенный звуковой сигнал пропускается через фильтр низкой частоты L5, C13, C16. Данный фильтр является основным селективным элементом приемника и определяет его избирательность. Частота среза около 3 кГц. Такой ширины полосы достаточно для передачи телефонного сигнала с достаточной разборчивостью речи. Далее сигнал НЧ поступает на основной усилительный элемент приемника — УНЧ, реализованный на транзисторах VT2,3,4. На входе установлен МОП-транзистор для электронной регулировки усиления. Проходная характеристика такого транзистора имеет форму, близкую к квадратичной, поэтому, при изменении смещения по постоянному току на затворе, усиление каскада меняется по закону, близкому к линейному. Регулировка возможна как ручная, так и автоматическая (АРУ). В качестве усилителя АРУ используется операционный усилитель U1. Отключение АРУ осуществляется переключателем SA2. Ручная регулировка усиления — R23. Усиленный сигнал НЧ поступает на выпрямитель VD3-VD4, среднее значение сигнала выделяется на конденсаторе С21 и подается на усилитель АРУ, который увеличивает или уменьшает смещение по постоянному току каскада на VT2, регулируя таким образом усиление и поддерживая постоянный средний уровень сигнала НЧ. Усиленный сигнал подается на потенциометр регулировки громкости R19 и далее на выход приемника. Напряжение АРУ выдается на разъем Х6 для подключения индикатора силы сигнала (S-метра). Цифровой S-метр реализован в схеме синтезатора.
Для прослушивания на головные телефоны я разработал простенькую схему усилителя мощности (по сути — усилитель тока, повторитель напряжения), его вполне достаточно для низкоомных наушников, которые обычно используются с различными мобильными гаджетами. Схема усилителя мощности:
Перейдем к конструкции.
Данные моточных узлов
L1-L4 намотаны на каркасах диаметром 4 мм с подстроечными ферритовыми сердечниками, заключены в экран.
L1, L3 — 17 витков, длина намотки — 5 мм. Эмалированный провод диаметром 0,2 мм.
L2, L4 — 45 витков, длина намотки — 8 мм. Эмалированный провод диаметром 0,1 мм.
Т1 — обе обмотки по 30 витков любого провода на ферритовом кольце 8*3,5*h3,3 (наружный диаметр*внутренний диаметр* высота кольца в мм) проницаемостью 50 (данные сердечников приблизительные, сердечники не покупались в магазине, брались из б/у хлама, размеры мерял линейкой, проницаемость — намоткой тестовой катушки и измерением индуктивности). Индуктивность каждой обмотки около 20 мкГн.
Т2 — первичная обмотка 20 витков, вторичная — 40 витков любого провода на кольце 8*3*h4,3 проницаемостью 100. Индуктивности первичной и вторичной обмоток около 30 мкГн и 120 мкГн соответственно.
Дроссель фильтра НЧ L5 — 150 витков эмалированного провода диаметром 0,1 мм на кольце 21*9,3*h7,5 проницаемостью 2500.
Моточные узлы:
Все конденсаторы в схеме имеют вольтаж — 16В.
Узел преселектора выполнен на отдельной печатной плате. Всего в проекте три платы — преселектор, основной тракт и усилитель мощности.
Преселектор:
Основной тракт:
Трансформаторы приклеил к плате термопистолетом. Впоследствии между РЧ и НЧ частью добавлена перегородка из жести для улучшения помехоустойчивости.
Усилитель мощности:
Настройка
Настройка преселектора производилась с помощью генератора качающейся частоты. Импровизированный ГКЧ легко получается из нашего синтезатора путем написания соответствующей программы. Файл GKCH.ino прикреплен к проекту. Диапазон 40/80 переключается так же, как и в программе синтезатора. Генератор подключается к первому контуру преселектора через последовательный резистор 1 кОм, выход преселектора нагружается резистором 1,2 кОм, далее подключается щуп-детектор и осциллограф. Щуп-детектор такой, найденный на просторах Сети:
В итоге, на экране осциллографа получим повторяющиеся «горбы» АЧХ. Вращением подстроечных сердечников соответствующих катушек ( L1, L3 для диапазона 40 м, L2, L4 — для диапазона 80 м ) добиваемся симметрии «горба» АЧХ относительно вертикальной оси и максимальной амплитуды.
Настройка основного тракта
Резистором R4 устанавливается ток покоя VT1 около 10 мА, измерить можно падение напряжения на резисторе R7, при токе 10 мА на нем упадет около 0,5 В.
Резистором R5 устанавливается режим по постоянному току каскада на VT2. Отключаем АРУ, движок R23 в крайнем правом положении по схеме. Напряжение на стоке VT2 должно быть в районе 4-5 В.
Резистором R11 устанавливается режим по постоянному току каскада на VT3, 4. Напряжение на коллекторе VT4 должно быть в районе 6-7 В.
Настройка усилителя мощности сводится к установке тока покоя транзисторов путем подбора R2. Ток покоя 5-10 мА.
Немного фото конструкции:
Несмотря на опасения, помехи от цифровой части практически не слышны, притом, что питается приемник от импульсного БП. Сравнивал характер помех с полностью аналоговым приемником с трансформаторным БП — шумы практически идентичные. Соединения по сигнальному тракту делал экранированным проводом. На правой стенке корпуса — вывод USB Arduino. Сзади — разъем питания, антенны и согласующий потенциометр R1. В качестве антенны использую «наклонный луч» — медный провод длиной около 20 метров со второго этажа многоэтажки на близлежащее дерево. В качестве противовеса — трубу отопления.
Фрагмент эфира (запись на микрофон смартфона с наушника приемника):
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
| Схема приемника | ||||||
| U1 | Микросхема | К544УД1 | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| VT1 | Транзистор | BF247A | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| VT2 | MOSFET-транзистор | 2N7000 | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| VT3, VT4 | Биполярный транзистор | BC337 | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| VD1-VD4 | Выпрямительный диод | 1N4148 | 4 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| VD5 | Стабилитрон | 10 В | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С1, С4 | Конденсатор | 510 пФ | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С2, С6 | Конденсатор | 360 пФ | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С3 | Конденсатор | 20 пФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С5 | Конденсатор | 39 пФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С7, С13, С16, С23 | Конденсатор | 0.15 мкФ | 4 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С8, С12, С17, С20 | Электролитический конденсатор | 10 мкФ | 4 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С9, С10 | Конденсатор | 0.033 мкФ | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С11, С19, С25 | Конденсатор | 1 мкФ | 3 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С14 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С15, С22 | Электролитический конденсатор | 100 мкФ | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С18, С21, С24 | Электролитический конденсатор | 470 мкФ | 3 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R1 | Переменный резистор | 820 Ом | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R2, R8 | Резистор | 200 Ом | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R3, R10, R14, R16 | Резистор | 1 кОм | 4 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R4, R15 | Резистор | 100 Ом | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R5 | Резистор | 220 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R6 | Резистор | 910 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R7 | Резистор | 51 Ом | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R9 | Резистор | 10 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R11 | Резистор | 240 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R12 | Резистор | 27 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R13 | Резистор | 560 Ом | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R17 | Резистор | 2 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R18 | Резистор | 330 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R19 | Переменный резистор | 47 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R20, R22 | Резистор | 620 Ом | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R21 | Резистор | 22 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R23 | Переменный резистор | 10 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| SA1 | Переключатель | П2К | 1 | Два положения, три группы | Поиск в магазине Отрон | В блокнот |
| SA2 | Выключатель | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | ||
| L1, L3 | Катушка индуктивности | 0.92 мкГн | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| L2, L4 | Катушка индуктивности | 4.5 мкГн | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| L5 | Катушка индуктивности | 50 мГн | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| Т1 | Трансформатор | 1:1 | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| Т2 | Трансформатор | 1:2 | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| Х1 | Разьемная пара | 2 вывода | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| Х3-Х5 | Разьем | 2 вывода | 3 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| Х6 | Разьем | 1 вывод | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| Ant | Антенна | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | ||
| Заземление | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |||
| Усилитель НЧ | ||||||
| VT1 | Биполярный транзистор | BC337 | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| VT2 | Биполярный транзистор | BC327 | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| VD1, VD2 | Выпрямительный диод | 1N4148 | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С1, С2 | Электролитический конденсатор | 10 мкФ | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С3 | Электролитический конденсатор | 470 мкФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С4 | Электролитический конденсатор | 100 мкФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R1, R3 | Резистор | 47 кОм | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R2 | Резистор | 2.2 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R4, R5 | Резистор | 27 Ом | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| Х1, Х3 | Разьем | 2 вывода | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| Х5 | Разьем для наушников | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | ||
| Схема пробника | ||||||
| Д1, Д2 | Диод | Д311 | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С1, С2 | Конденсатор | 4700 пФ | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R1 | Резистор | 8.2 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| Г1-Г4 | Щуп | 4 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | ||
| Добавить все | ||||||
Прикрепленные файлы:
- RF_filters_2.lay (14 Кб)
- DXrec_final.lay (65 Кб)
- UNCH2.lay (18 Кб)
- GKCH.ino (4 Кб)
Теги:
- Sprint-Layout
- Радиоприем
