УКВ конвертер

В конце прошлого века были широко распространены так называемые УКВ-конвертеры, предназначенные для преобразования сигналов диапазона OIRT в сигналы диапазона CCIR. Обусловлено это было тем, что в то время в нашу страну в больших количествах поступали недорогие радиоприёмники с УКВ-диапазоном стандарта CCIR, но на первых порах в этом диапазоне радиовещания не было совсем или было ограничено. Вот здесь-то и потребовались УКВ-конвертеры, обеспечивающие радиоприём в новом для нас диапазоне.

Постепенно радиовещание в диапазоне CCIR расширялось, и стали доступны двухстандартные УКВ-радиоприёмники, поэтому в начале нашего века УКВ-конвертеры стали неактуальными. Но как говорится, всё течёт, всё изменяется, и сегодня радиовещание в диапазоне OIRT сокращается. С учётом того, что ранее практически полностью прекратилось отечественное радиовещание в диапазонах ДВ, СВ и КВ, весьма большой парк всеволновых радиоприёмников стал практически бесполезным. Можно, конечно, в приёмнике перестроить УКВ-диапазон, но это потребует существенной и зачастую непростой доработки. И вот тут могут выручить уже подзабытые УКВ-конвертеры. Сделать их проще, они не требуют доработки радиоприёмника. К тому же вдруг что-то изменится и диапазон OIRT вновь "оживёт"?

В простейшем случае такой конвертер содержит смеситель и гетеродин. Для обеспечения стабильной настройки гетеродин желательно сделать с кварцевой стабилизацией частоты. Схема конвертера показана на рис. 1

На транзисторе VT2 по схеме ёмкостной трёхтонки собран гетеродин, частота которого стабилизирована кварцевым резонатором ZQ1, а на транзисторе VT1 - смеситель. Сигнал с антенны поступает на ФВЧ L1C1L2 с частотой среза около 85 МГц, который подавляет сигнал гетеродина и одновременно обеспечивает согласование антенны с низким входным сопротивлением транзистора VT1, включённого по схеме с общей базой. Сигнал гетеродина поступает на базу транзистора VT1 через конденсаторный делитель напряжения СЗС4. Эти конденсаторы совместно с конденсатором С6 обеспечивают требуемые фазовые соотношения в гетеродине. Сигналы в диапазоне OIRT выделяет низкодобротный контур L3C2. Через конденсатор С5 его соединяют с антенным входом УКВ-тракта или с антенной радиоприёмника.

Поскольку питать конвертер планировалось от одного гальванического элемента напряжением 1,5 В, в цепь смещения каждого транзистора установлен только один резистор, задающий базовый ток, R1 - для транзистора VT1, R2 - для транзистора VT2. С точки зрения термостабильности это не самое лучшее решение, но позволяет "экономить" напряжение питания. К тому же частота гетеродина стабилизирована кварцевым резонатором.

В гетеродине применён транзистор КТ342БМ с относительно невысокой граничной частотой (250. .300 МГц), большим коэффициентом передачи тока базы (200...500) и малым напряжением насыщения (не более 0,1 В). Это обеспечило экономичность и устойчивую работу гетеродина с большой номенклатурой кварцевых резонаторов, а также снизило вероятность самовозбуждения в диапазоне СВЧ. В результате потребляемый гетеродином ток не превышает 0,7 мА, а работоспособность сохраняется при снижении питающего напряжения до 0,7 В, что немаловажно при батарейном питании.

Чтобы повысить коэффициент передачи смесителя, в нём применён более высокочастотный транзистор КТ316ГМ (граничная частота - до 1000 МГц). Подойдёт транзистор КТ368А, к тому же он имеет нормированный коэффициент шума на частоте 60 МГц.
Все элементы конвертера, кроме выключателя питания и гальванического элемента, размещены на односторонней печатной плате, чертёж которой показан на рис. 2

Применены резисторы Р1-4, Р2-23, конденсаторы - керамические К10-17 или импортные. Катушки индуктивности L1-L3 намотаны проводом ПЭВ-20,7 на оправке диаметром 3 мм и содержат 3,5, 2,5 и 4,5 витка соответственно, L4 - дроссель серии ЕС24. Выключатель питания подойдётлюбой малогабаритный импортный (в авторском варианте применён выключатель от светодиодного газонного светильника). Печатная плата рассчитана на установку кварцевого резонатора в корпусе HS-49S. Если он будет в корпусе HS-49U, надо просто удлинить плату, чтобы он поместился на ней "лёжа". Указанная на его корпусе частота должна соответствовать первой гармонике, иначе он может "завестись" не на нужной частоте.

Радиоприёмник может принимать радиостанции только в "своём" диапазоне от 65,9 (Fн) до 74 (Fв) МГц (с небольшим запасом в обе стороны). А вот результирующий принимаемый диапазон частот зависит от частоты гетеродина (Fr). В конкретном случае был использован резонатор в корпусе HS-49S с маркировкой 24,576 МГц (для упрощения расчётов округлим до 24,6 МГц), демонтированный с платы видеокарты компьютера.
Интересующие нас сигналы в диапазоне 87,5...108 МГц поступают на вход конвертера. В результате преобразования по частоте приёмник сможет принять сигналы в диапазоне от Fн + Fr до Fв + Fr, в нашем случае - от 90,5 до 98,6 МГц. Получается, что часть радиостанций окажется всё равно недоступной. Обусловлено это тем, что полоса УКВ-диапазона CCIR более чем в два раза шире УКВ-диапазона OIRT. Подобрав кварцевый резонатор, можно обеспечить приём желаемого участка диапазона CCIR. Например, с кварцевым резонатором на частоту 30 МГц можно принимать радиостанции на участке 95,9...104 МГц. Чтобы принять практически весь диапазон CCIR, в гетеродине следут применить два переключаемых кварцевых резонатора (рис. 3), соответствующим образом подобрав их частоты.

Как сказано выше, конвертер планировалось питать от гальванического элемента типоразмера АА. Поэтому в качестве корпуса была использована пластмассовая трубка (стойка от газонного светодиодного светильника) внутренним диаметром 15, толщиной стенки 1,5 и длиной 125 мм, в которой размещены печатная плата и гальванический элемент. С одной стороны на плате закреплена первая пластмассовая заглушка (тоже от стойки газонного светильника), а с другой - припаян металлический уголок, на котором закреплена контактная пружина (-G1) для гальванического элемента (рис. 4). Через отверстие в заглушке выведен изолированный монтажный провод длиной 750 мм, выполняющий функцию антенны. На второй заглушке установлены выключатель питания и металлическая контактная площадка (+G1), а также сделаны отверстия для двух проводов ("Выход" и "Общий"). Потребляемый конвертером ток при напряжении питания 1,5В- 1,7 мА, его работоспособность сохраняется при снижении напряжения до 0,7 В, но коэффициент преобразования заметно уменьшается.

Собирают устройство в следующей последовательности. Сначала с одной стороны в трубку вставляют плату, а с другой стороны выводят три провода (третий - к выключателю питания). Два из них выводят через отверстия во второй заглушке, третий припаивают к выводу выключателя и вставляют эту заглушку. Если одна или обе заглушки фиксируются в корпусе ненадёжно, их можно закрепить с помощью тонких шурупов. Провод "Выход" подключают к антенному входу приёмника, а если его нет - непосредственно к антенне, провод "Общий" соединяют с его "землёй". Если связь с антенной окажется слишком сильной, её можно ослабить, применив ёмкостную связь - несколько витков провода "Выход" наматывают непосредственно на антенну или не подключают провод "Общий" к приёмнику, если, конечно, конвертер от него не питается. Для конвертера можно применить другие корпус и источник питания, но размещать его необходимо в непосредственной близости к приёмнику, например, на его задней стенке, чтобы соединительные провода были минимальной длины.

Если приём осуществляется на значительном удалении от передатчика, чувствительности двухтранзисторного конвертера может оказаться недостаточно. В этом случае его необходимо дополнить УВЧ. Схема такого конвертера показана на рис. 5.

УВЧ собран на транзисторе VT1, смеситель - на транзисторе VT2, гетеродин - на транзисторе VT3. Для упрощения применены транзисторы различной структуры. Контур L1C1C2 настроен на частоту диапазона CCIR, контур L2C4C5 - на частоту диапазона OIRT. Транзистор КТ3127А можно заменить транзистором серии КТ363. Катушки L1 и L2 имеют аналогичную конструкцию и содержат 7,5 и 11,5 витка соответственно. Чертёж печатной платы этого варианта показан на рис. 6. она длиннее предыдущей всего на 5 мм (рис. 7). Конструкция конвертера аналогичная, потребляемый ток - 3...3.5 мА.

Питать конвертер можно и от самого радиоприёмника, например, от линии питания УКВ-тракта. Для этого достаточно включить в цепь питания конвертера гасящий резистор, уменьшающий его напряжение питания до 1,5...2 В.

Следует отдельно сказать про приём стереопрограмм. Дело в том, что в УКВ-диапазоне CCIR в комплексном стереосигнале (КСС) передача разностного стереосигнала осуществляется с помощью амплитудной модуляции поднесущей частоты 38 кГц, которая в передаваемом сигнале подавлена. Для её восстановления на приёмной стороне в КСС передаётся пилот-тон на частоте 19 кГц. В УКВ-диапазоне OIRT в КСС разностный стереосигнал передаётся на поднесущей частоте 31,25 кГц так, что огибающая положительных полупериодов модулирована сигналом левого канала, а огибающая отрицательных - сигналом правого. При этом поднесущая частота подавлена на 14 дБ. На приёмной стороне её уровень восстанавливается. Отсюда понятно, что эти системы несовместимы, и приём стереосигналов диапазона CCIR на отечественный радиоприёмник диапазона OIRT невозможен (конечно, если в нём нет двухстандартного стереодекодера), поэтому возможен приём только в режиме "Моно".

И. Нечаев, г. Москва

В. Римский

Ринский Владимир Исаакович - инженер кафедры нормальной физиологии Ивано-Франковского мединститута, родился в 1934 го­ду. В одиннадцать лет собрал свою первую радиоконструкцию - регенеративный радиоприемник. После окончания с отличием физи­ко-математического факультета пединститута, помимо преподава­тельской работы, руководил техническими кружками, разрабатывал учебно-демонстрационные пособия, измерительные приборы, радио­приемные устройства. Участник республиканских, областных и го­родских радиовыставок. Опубликовал около 50 статей, в том числе в журнале «Радио» и сборниках ВРЛ, три книги.

До недавнего времени УКВ ЧМ радиостанции прослушивали исключительно с помощью супергетеродинных приемников. Причем и радиолюбители использовали традиционные промышленные схемо­технические решения , реализация которых в любительских ус­ловиях требовала сложной измерительной аппаратуры и трудоем­кой настройки.

В последнее десятилетие стали появляться приемники прямого преобразования, в которых спектр сигнала переносится непосред­ственно в диапазон звуковых частот, где и достигается основное усиление. Необходимая избирательность обеспечивается с помощью простых фильтров нижних частот (ФНЧ).

Вначале приемники прямого преобразования завоевали призна­ние в любительской радиосвязи, а затем стали применяться и для УКВ ЧМ диапазона благодаря использованию в них синхронного детектора, обладающего достаточной избирательностью, чувствитель­ностью и помехоустойчивостью .

Сущность синхронного детектирования ЧМ сигналов заключается в управлении детектором с помощью вспо­могательного напряжения, частота которого равна частоте сигнала, но сдвинутого по фазе на 90°. В боль­шинстве случаев такое напряжение вырабатывается ге­теродином, входящим в состав системы фазовой авто­подстройки частоты - ФАПЧ .

Рис. 1. Структурная схема УКВ ЧМ приемника

Структурная схема УКВ ЧМ приемника прямого пре­образования с синхронным детектором и ФАПЧ пред­ставлена на рис. 1. Принятые антенной WA1 колебания радиочастоты f p поступают на полосовой фильтр пред­варительной селекции Z1, выделяющий полезные сигна­лы и ослабляющий помехи. Прошедший через фильтр сигнал U c частотой f c подается на фазовый детектор (ФД) U1, к которому подводятся также колебания ча­стотой f r от перестраиваемого гетеродина G1, При произвольных значениях частот гетеродина и сигнала фазовый детектор работает как обычный смеситель, и на его выходе появляются колебания разностной частоты f= |f r - fc|. При равенстве же частот гетеродина и сигна­ла выходное напряжение фазового детектора пропор­ционально разности фаз колебаний гетеродина и сигна­ла ф г - ф с.

Выход фазового детектора через ФНЧ Z2 соединен со входом усилителя постоянного тока (УПТ) А1, а вы­ход последнего - с управляющим элементом Е1, изме­няющим частоту гетеродина, а также с ФКЧ Z3. Далее следует усилитель звуковой частоты (УЗЧ) А2, нагру­женный на динамическую головку ВА1.

В зависимости от первоначально установленной ча­стоты гетеродина и вида поступающего сигнала возмож­ны несколько режимов работы приемника.

1. При значительной расстройке гетеродина относительно сигнала разностная частота оказывается выше частоты среза ФНЧ Z2, коле­бания не поступают на вход УПТ - на выходе его нет управляюще­го напряжения.

2. При перестройке гетеродина на частоту, близкую к частоте сигнала, приходит в действие система ФАПЧ. Колебания разностной частоты проходят через ФНЧ Z2 и усиливаются УПТ, на выходе которого появляется управляющее напряжение. Оно приложено к управляющему элементу Е1, который изменяет частоту гетеродина, приближая ее к частоте сигнала. - происходит синхронизация коле­баний гетеродина принимаемым сигналом. Максимальная начальная расстройка |f r - f c |, при которой еще возможна синхронизация, на­зывается полосой захвата системы ФАПЧ. В результате синхрониза­ции устанавливается точное равенство частот гетеродина и сигнала и разность фаз (~90°) пр-д определенном значении управляющего напряжения.

Описанные явления развиваются быстро, и нарастание управ­ляющего напряжения происходит скачкой- Некоторые частотные со­ставляющие скачка проходят через ФНЧ.-ZS, усиливаются и воспро­изводятся динамической головкой в виде щелчка. Этот звук служит признаком настройки приемника на немодулированный сигнал, на­пример, в паузе модуляции радиостанции.

3. Если же сигнал модулирован по частоте, полоса захвата как бы расширяется, что облегчает настройку на радиостанцию. Мгновенная разность фаз сигналов гетеродина и сигнала изменяется с частотой модуляции, управляющее напряжение на выходе УПТ колеблется, и управляющий элемент вынуждает частоту гетеродина следовать за изменениями частоты сигнала. При этом колебания управляющего напряжения, соответствующие закону модуляции сиг­нала, проходят через ФНЧ Z3, напряжение звуковой частоты усили­вается и воспроизводится динамической головкой.

Вообще приемник может работать и без ФНЧ Z3, но благодаря ему несколько ослабляются шумы и возможные интерференционные помехи от других станций с близкими частотами, а также устраня­ется избыток высокочастотных составляющих звука.

Приемник с ФАПЧ малочувствителен к AM сигналам, например гармоникам вещательных KB радиостанций. При сильных помехах AM подавляется не полностью и может слабо прослушиваться в паузах ЧМ передачи.

4. Переход на прием другой ЧМ станции происходит довольно своеобразно. Если, с целью перестройки, изменять емкость или индуктивность контура гетеродина, то вначале его частота продол­жает оставаться равной частоте принимаемого сигнала в результа­те действия ФАПЧ при нарастании постоянной составляющей управляющего напряжения. Имеет место так называемое удержание частоты гетеродина, при котором прием продолжается, хотя и мо­гут возникнуть искажения звука из-за появления асимметрии пере­менной составляющей управляющего напряжения.

Рис. 2. Принципиальная схема УКВ ЧМ приемника

Однако пределы действия ФАПЧ ограничены характеристиками УПТ и управляющего элемента. Поэтому при некотором критическом значении управляющего напряжения автоподстройка нарушается, синхронизация гетеродина срывается, и его частота скачком изменя­ется до нового значения f r . Управляющее напряжение падает до нуля, и прием прекращается со щелчком.

Разность частот |f r - fr| называется полосой удержания системы ФАПЧ. Она всегда больше полосы захвата, однако не должна быть слишком широкой, чтобы не препятствовать нормальной настройке приемника на другие станции. Настройка осуществляется дальней­шим изменением емкости или индуктивности контура гетеродина вплоть до его синхронизации частотой очередной станции. Если же полоса удержания будет чрезмерно велика, возможны «перескоки» настройки с одной станции на другую.

Таким образом, специфической частью УКВ ЧМ приемника, представленного структурной схемой, явля­ется выделенный штрихпунктирным прямоугольником синхронный частотный детектор с ФАПЧ, который со­держит замкнутую петлю автоматического регулирова­ния U1Z2A1E1G1U1. На первый взгляд такой приемник представляется довольно сложным, причем большая часть его каскадов приходится на частотный детектор с ФАПЧ. Однако он может быть собран всего на одной-двух микросхемах средней степени интеграции и не­скольких дискретных элементах .

Возможен и более простой приемник, который можно собрать по схеме, приведенной на рис. 2. Его основой является предложенный А. Захаровым синхронный фазовый детектор, в котором синхронизация гетеродина прямым захватом сочетается с упрощенной системой ФАПЧ. Каскад на транзисторе VT1 одновременно вы­полняет функции преобразователя спектра сигнала в область звуковых частот, перестраиваемого гетеродина, синхронизатора, УПЧ, ФНЧ, управляющего элемента и предварительного усилителя 34. Кроме того, обеспечи­вается независимость выходного напряжения 34 от уровня входных ЧМ сигналов, что эквивалентно дейст­вию АРУ, осуществляется подавление AM и импульсных помех.

Достоинством данного синхронного детектора явля­ется также преобразование на второй гармонике гетеро­дина, генерирующего частоту вдвое меньшую частоты сигнала. Благодаря этому достигается более устойчивая работа многофункционального каскада и предотвраща­ется возможность помех другим приемникам от излуче­ния гетеродина.

Напряжение радиочастоты, наведенное в штыревой антенне WA1, поступает через конденсатор связи С1 на входной контур L1C2, настроенный-на среднюю частоту вещательного УКВ ЧМ диапазона и имеющий достаточ­но широкую полосу пропускания. Выделенный контуром сигнал подается через конденсаторы СЗ, С4 на базу тран­зистора VT1, работающего как преобразователь частоты с включением по схеме ОЭ и нагруженного цепью R3C9.

В гетеродине приемника транзистор VT1 включен по схеме ОБ, поскольку база соединена с общим проводом через конденсаторы СЗ, С4 и часть катушки L1, пред­ставляющую для генерируемых частот малое сопротив­ление. Контур гетеродина L2C6 настраивается конденса­тором переменной емкости Сб на половину частоты сиг­нала. Самовозбуждение обеспечивается положительной обратной связью через конденсатор С8. Дополнительная связь через последовательный контур L3C7, настроенный на среднюю частоту диапазона, увеличивает амплитуду второй гармоники гетеродина в цепи коллектора транзи­стора VT1 (благодаря этому повышается чувствитель­ность приемника).

Гетеродин синхронизируется прямым захватом на второй гармонике, так как ток коллектора транзистора VT1 содержит составляющую с частотой сигнала, кото­рая протекает через контур L2C6. Он представляет для нее емкостное сопротивление, а для колебаний гетеро­дина - активное, благодаря чему напряжение сигнала отстает по фазе на 90° от напряжения гетеродина. Это создает условия для синхронного детектирования ЧМ сигнала и подавления AM помех.

Коллекторный и эмиттерный переходы транзистора VT1 выполняют функции ключевых элементов синхрон­ного детектора, выходное напряжение которого выделя­ется на резисторе R2. Относительно него транзистор является УПТ (и предварительным усилителем 34) с включением по схеме ОБ, так как постоянное напряже­ние на базе фиксируется током резистора R1, а для на­пряжения ЗЧ база соединена с общим проводом через конденсаторы СЗ, С4 и часть катушки L1. Усиление та­кого каскада приблизительно равно отношению сопро­тивлений резисторов в цепях коллектора и эмиттера (в данном случае =20), причем цепь R3C9 представляет собой простейший ФНЧ, ослабляющий высокочастотные составляющие напряжения.

Усиленное до нескольких десятков милливольт на­пряжение, выделяющееся на резисторе R3, оказывается приложенным к коллекторному переходу транзистора VT1 и изменяет его «цинамическую емкость - она под­ключена к контуру L2C6. Возникающая при этом ФАПЧ дополняет синхронизацию гетеродина прямым захва­том, поддерживая ее при изменениях девиации ЧМ сигнала.

Сигнал ЗЧ фильтруется от высокочастотных колеба­ний и постоянной составляющей с помощью второго ФНЧ, образованного резистором R5, разделительным конденсатором СЮ и динамической входной емкостью транзистора VT2. Он включен по схеме ОЭ и работает в режиме класса А, выбранном для уменьшения иска­жений. В цепь коллектора транзистора включен транс­форматор Т1, согласующий выходное сопротивление уси­лителя с сопротивлением динамической головки ВА1. Громкость ее звучания регулируют переменным рези­стором R6, а тембр - переменным резистором R7.

Приемник питается от батареи GB1 через выключа­тель SA1. Цепь питания заблокирована конденсатором С13 сравнительно большой емкости, обеспечивающим устойчивую работу при частичной разрядке батареи. Нежелательные связи через цепи питания устраняются также конденсаторами С9 и СП.

О-деталях приемника. Катушки L1 - L3 намотаны проводом ПЭЛ 0,51 на керамических (или из другого материала) каркасах диаметром 6 мм, в качестве кото­рых использованы резисторы ВС-1 сопротивлением свы­ше 2 МОм. Шаг намотки 1 мм. Катушка L1 содержит 5 + 5 витков, L2 - 22, a L3 - 13 витков.

Транзисторы КТ315Б можно заменить на КТ315Г или КТ315Е. Кроме того, на месте VT2 может работать транзистор МП37Б или МП38А.

Конденсаторы постоянной емкости С1, С2 С5 С8 - КТ-2 (или КТ-1, КД-1, КД-2); СЗ, С9, СП - КД-2 (можно КМ, КПС, КЛГ); С4, С10, C13 - K50-3 (К50-12); С12-МБМ (МБГЦ). Конденсатор перемен­ной емкости С6 - типа КПВ (с наращенной осью), со­держит 4 неподвижные и 3 подвижные пластины. Под-строечный конденсатор С7 - типа КПК-Т (можно КПК-МН).

Постоянные резисторы Rl - R5 могут быть МЛТ-0,125, МЛТ-0,25, ВС-0,125. Переменный резистор R6 - проволочный типа СП5-28А или непроволочный типа СПО с максимальным сопротивлением от 47 до 100 Ом. Переменный резистор R7 - СПЗ-4ВМ (можно другого типа) с сопротивлением of 2,2 до 4,7 кОм и со­вмещенный с выключателем SA1.

Рис. 3. Внешний вид приемника

Рис. 4. Чертежи монтажных плат приемника

Трансформатор Т1 - выходной от приемников «Спи­дола», ВЭФ-12, ВЭФ-201. Он выполнен на магнитопро-воде Ш8Х8; обмотка I содержит 350 + 350 витков про­вода ПЭЛ 0,18, обмотка II - 92 витка ПЭЛ 0,29 в два провода. Динамическая головка ВА1 - 1ГД-30 или дру­гая повышенной чувствительности, мощностью до 1 Вт (например, 0,5ГД-17, 1ГД-8).

Рис. 5. Монтаж деталей на плате 2

Гнезда XS1 - XS5 и однополюсные вилки ХР1 - ХР5 могут быть любой конструкции. Батарея GB1 - 3336 или три элемента 332, 343, 373, соединенные после­довательно.

Конструктивно приемник состоит из трех узлов, вы­деленных на принципиальной схеме штрихпунктирными линиями: А1 - корпус со съемной антенной, А2 - узел обработки сигнала, A3 - узел звуковоспроизведения и питания. Узлы соединены между собой с помощью гнезд и вилок.

Антенну лучше всего использовать телескопичес­кую от переносных транзисторных радиоприемников. По­дойдет и четвертьволновый штырь - отрезок жесткого провода диаметром 3 мм и длиной около 1 м. Верхний конец провода следует согнуть кольцом (во избежание травм), а к нижнему припаять вилку ХР1.

Пластмассовый корпус приемника и динамическая головка - от абонентского громкоговорителя «Черемши­на». Пригодны корпусы и головки от громкоговорителей III класса других марок. В корпусе просверлены отвер­стия для гнезда XS1, ручек управления и выпилено пря­моугольное окно для шкалы (рис. 3).

Узел А2 содержит плату 1 (рис. 4, а) с конденсатором переменной емкости и простейшей шкалой настройки и плату 2 (рис. 4, б) с боль­шинством радиодеталей, а узел A3 - плату 3 (рис. 4, в). Чертежи плат нужно перенести на координатную сетку с шагом 5 мм (тет­радную бумагу в клеточку), наклеить их на заготовки толщиной 2 мм и размерами 45X150 мм из гетинакса или жесткого слоистого де­коративного пластика, по­сле чего просверлить и обра­ботать все отверстия и вы­резы.

Рис. 6. Примеры соеди­нения деталей

Рис. 7. Монтаж деталей на плате 3

Рис. 8. Крепление плат 1 и 2

Монтаж платы 2 и раз­мещение на ней деталей по­казан на рис. 5. Соединения выполнены луженым прово­дом диаметром 0,5 мм, ко­торый продевают через от­верстия платы диаметром 1,5 мм и сгибают в виде пе­тель (рис. 6, а). Выводы деталей пропускают через отверстия платы (рис. 6, б) и припаивают к соедини­тельным проводникам (рис. 6, в), удаляя затем высту­пающие концы выводов. В отверстия диаметром 6 мм устанавливают гнезда XS2 - XS5, поджимая под их гай­ки концы соединительных проводников.

В связи с относительно большими габаритами и не­одинаковой высотой деталей узла A3 они смонтированы на плате 3 объемным методом (рис. 7). Динамическая головка и батарея питания расположены в корпусе вне платы 3. Соединения узла 3 выполнены гибкими провод­никами в поливинилхлоридной изоляции, часть из ко­торых объединена в жгут.

По окончании мон­тажа устанавливают конденсатор перемен­ной емкости на плату 1 и прикрепляют ее к плате 2 четырьмя вин­тами с распорками из отрезков металличес­кой трубки (рис. 8). На ось конденсатора надевают ручку с ука­зателем (например, «клювик»). Выводы конденсатора припаи­вают к проводникам платы 2, причем его статор - к проводни­ку, соединенному с кол­лектором транзистора VT1.

После этого можно приступать к нала­живанию приемника. Вставив вилки ХР2 - ХР5 в соответствую­щие гнезда, включают приемник и проверяют режимы (их измеряют авометром Ц437 или аналогичным), указан­ные на принципиаль­ной схеме. Признаком работы гетеродина яв­ляется уменьшение на­пряжения на конден­саторе С9 при замыкании выводов конденсатора перемен­ной емкости. В противном случае нужно увеличить емкость конденсатора С8.

Налаживание облегчается при наличии генератора сигналов или гетеродинного индикатора резонанса, с по­мощью которых настраивают контуры на частоты, ука­занные на схеме. При отсутствии приборов можно ис­пользовать вспомогательный вещательный радиоприем­ник с УКВ диапазоном. Соединенный с его антенным

входом проводник приближают к конденсатору перемен­ной емкости, установленному в среднее положение, и пе­рестраивают вспомогательный приемник до обнаруже­ния им второй гармоники гетеродина - по характер­ному шипящему звуку. По шкале вспомогательного приемника определяют границы диапазона при крайних положениях конденсатора переменной емкости и при не­обходимости корректируют их.

Рис. 9. Размещение плат в корпусе приемника

Например, если при минимальной емкости конден­сатора вторая гармоника гетеродина прослушивается на частоте 71 МГц (длина волны 4,2 м), то для повыше­ния частоты вместо конденсатора С5 устанавливают другой, меньшей емкости. Если же при максимальной емкости конденсатора переменной емкости гармоника слышна на частоте 67 МГц (длина волны 4,5 м), то ча­стоту понижают, увеличивая индуктивность катушки L2 сближением ее витков.

После этого пробуют принять передачи местной УКВ ЧМ радиостанции или ретранслятора. Если прием будет прерываться или сопровождаться посторонними звуками (свист, рокот), нужно изменить емкость подстроечного конденсатора С7 и подобрать сопротивление резистора R1. Затем ослабляют входной сигнал, временно укоротна антенну, и добиваются максимальной громкости при падежном удержании синхронизации сближением или раздвижением витков катушек L1 и L3. Повторяют укладку границ диапазона, как описано выше, после чего фиксируют витки катушек нитроклеем.

В заключение подбирают резистор R4 для получения наилучшего звучания приемника.

По окончании налаживания платы узлов А2 и A3 вставляют в корпус и укрепляют в нем (рис. 9). В от­верстие крышки корпуса устанавливают гнездо XS1 и поджимают под его гайку проводник, соединенный с конденсатором С1. Батарею питания прикрепляют к дну корпуса металлическим хомутиком или липкой лентой.

Литература

1. Алексеев Ю. П. Современная техника радиовещательного приема. - М.: Связь, 1975.

2. Захаров А. УКВ ЧМ приемники с ФАПЧ. - Радио, 1935, № 12, с. 28 - 30.

3. Кононович Л. М. Современный радиовещательный при­емник. - М.: Радио и связь, 1986.

4. Момот Е. Г. Проблемы и техника синхронного радиопри­ема. - М.: Связьиздат, 1961.

5. Павлов Б. А. Синхронный прием. - М.: Энергия, 1977.

6. Погарцев И. УКВ приемник с ФАПЧ. - Радио, 1986, № 5, с. 36.

7. Поляков В. Т. Радиовещательные ЧМ приемники с фа­зовой азтоподстройкой. - М.: Радио и связь, 1983.

8. Щербак Ю. Фазовая автоподстройка частоты. - Радио. 1978, № 4, с. 39 - 41.

В статье описан простейший УКВ конвертер для приема радиостанций «европейского» диапазона 88-108 МГц на отечественные радиоприемники. Конструкция повторена более 200 раз на протяжении нескольких лет.

Схема УКВ конвертер

В схеме конвертера отсутствие дефицитных деталей, простота исполнения, настройка без приборов, стабильность работы схемы — основные черты описанного устройства. Несколько лет назад появилась острая необходимость — обеспечение приема радиостанций в европейской части УКВ диапазона (88-108 МГц). Первоначально эти станции начали появляться в странах бывшего соцлагеря, как грибы после дождя, а потом и в нашей стране.

На первых порах большой помехой на пути прогресса было отсутствие этого диапазона в советском стандарте, а значит, и массовых радиоприемников для его приема. На помощь пришел УКВ конвертер. В свое время были испытаны схемы различной степени сложности — от трех транзисторных до одно транзисторных.

При этом оказалось, что в большинстве случаев оптимальным был простейший одно транзисторный вариант.Следует сразу оговориться, что диодный смеситель в большинстве случаев значительно уступал транзисторному преобразователю частоты по коэффициенту передачи (преобразования) частоты и спектру гармоник.

По схеме рис. на сайте было изготовлено более двухсот (200!) конвертеров. Ни один дискретный элемент схемы не подбирался, а отклонения номиналов доходили до 20%. Транзисторы устанавливали без проверки коэффициента усиления. Преобразователь частоты выполнен на транзисторе VT1 типа КТ315 с любым буквенным индексом. Все контура без сердечников. Входной контур П и выходной L4 намотаны проводом ПЭВ-1- 0,8. Обмотки связи L2, L5 и гетеродинный контур 13 намотаны проводом ПЭВ-1-0,18. Количество витков катушек: L1 — 6 вит.; L2, L5- 2 вит.; L3 — 3+13 вит.; L4 — 7 вит.

Сначала на оправке 04 мм (использовали хвостовик сверла) наматывают виток к витку катушку L1. Выводы очищают от эмали, и катушку запаивают в плату. Потом наматывают катушку связи L2. Сверло из катушки пока не вынимают. Конец провода очищают от эмали и запаивают в плату. Обмотку связи наматывают между витками контурной катушки. Потом запаивают в плату второй конец катушки связи, и сверло-оправку удаляют из катушки. Крайние витки контурной катушки слегка раздвигают. Аналогично наматывают и запаивают катушки L4 и L5.

Катушку гетеродина L3 наматывают на пластмассовом прутке диаметром около 3,5 мм (использовали виниловые прутки от щеток снегоуборочной машины). После зачистки изоляции выводов катушку запаивают в плату. Потом монтируют остальные детали. Длина их выводов минимальна, поэтому высота платы получается очень небольшой.

Все конденсаторы схемы могут иметь отклонения от указанных на схеме номиналов до 20 %, резистор — более 30 %. Транзисторы КТ315 использовали с различными буквенными индексами, т.е. с разбросом коэффициентов усиления в очень широких пределах.
Емкость конденсатора С6, вообще, колебалась от нескольких тысяч пФ до 0,1 мкФ. На работе конвертера это не сказывалось.

Выводы всех элементов имели минимальную длину. Вся настройка состояла в выборе рабочего участка диапазона, именно участка. Почему-то большинство авторов статей обходят этот вопрос. А потом их последователи удивляются, почему не удается принять на конвертер радиостанции всего УКВ диапазона? Диапазон, перекрываемый исходным радиоприемником, около 1 МГц (65,9-74 МГц ).

Не изменяя перекрытия по частоте этого радиоприемника, а только перенося его настройку в другой участок УКВ диапазона конвертером, естественно, можно обеспечить прием только той же полосы частот (около 10 МГц). И не более. А новый диапазон УКВ по стандарту занимает полосу 20 МГц (88-108 МГц), т.е. вдвое большую. Значит, без расширения полосы приема стандартного УКВ приемника, тем более с фиксированной настройкой гетеродина конвертера, обеспечить прием станций всего «европейского» диапазона УКВ невозможно.

Этим приходится платить за простоту схемы конвертера. Остается только правильно выбрать частоту настройки гетеродина конвертера, чтобы не потерять хотя бы то, что еще осталось.
Перед настройкой конвертера витки катушек L2 и L4 слегка раздвигают. Выход конвертера соединяют с антенным гнездом УКВ радиоприемника. Величина напряжения питания конвертера не критична. Испытана работоспособность схемы при питании от источника напряжением 5-12 В, поэтому, как правило, используют напряжение питания схемы основного радиоприемника.

Настройкой основного радиоприемника добиваются приема какой-либо радиостанции нового УКВ диапазона. Слегка раздвигая витки гетеродинного контура L3 конвертера, сдвигают принимаемую часть поддиапазона. Иногда при больших отклонениях емкости конденсатора С4 может потребоваться уменьшить количество витков L3 на 1-2 витка. Добившись приема необходимой радиостанции, проверяют настройку L1 и L4. Если при введении в эти контура (поочередно) металлической спицы (сверла) сигнал принимаемой станции возрастет, то витки этих катушек надо слегка раздвинуть.

Возрастание громкости принимаемой радиостанции при введении тонкого ферритового сердечника свидетельствует о необходимости сжать витки катушки. И последнее. Вряд ли является необходимым подбор конденсатора контура гетеродина конвертера С4 по величине ТКЕ. Ведь практически все радиоприемники, к которым будут подключать конвертеры, имеют и используют АПЧГ. Соответственно практически не влияли на стабильность приема и колебания напряжения питания конвертера, также не замечено существенного влияния экранировки конвертера при встраивании его в радиоприемник, поэтому экранировка не производилась.

Естественно, после незначительных изменений схемы конвертер можно использовать с радиоприемниками, имеющими заземленный плюс источника питания. Для этого можно пойти двумя путями. Изменить тип проводимости используемого в конвертере транзистора или изменить точки подключения общих выводов катушек L2,15. Их можно соединить теперь с общим плюсом питания. Массу конвертера изолируют от корпуса радиоприемника.
Ну а самое простое решение — подключить антенну к конвертеру и сам конвертер к радиоприемнику через два небольших конденсатора.

Рисунок печатной платы показан на рис.2. В заключение хотелось бы отметить, что на стабильность работы конвертера в первую очередь влияла стабильность параметров всех контуров. Особенно в условиях вибрации (на автотранспорте), поэтому контура наматывали довольно толстым проводом, а после настройки контура заливали расплавленным (паяльником) парафином. Печатную плату покрывали несколькими слоями лака после распайки всех элементов и настройки.

Любителям мастерить предлагаю схему и конструкцию самодельного компактного приемника, работающего на двух УКВ диапазонах. Первый перекрывает несущие частоты сигналов звукового сопровождения I-III телеканалов (66-74 МГц). Второй диапазон простирается от 85 до 108 МГц, включая несущие частоты сигналов звукового сопровождения IV и V телевизионных каналов. Чувствительность приемника 5 мкВ,номинальная выходная мощность на нагрузке 8 Ом всего 0,11 Вт. Питание осуществляется от любого источника постоянного тока напряжением 6-14 В.

В числе эксплуатационных достоинств рассматриваемой конструкции - и экономное расходование электроэнергии. В пользу этого свидетельствует такой важный параметр, как ток, потребляемый аппаратурой в режиме молчания. Ведь он составляет здесь всего лишь 12-15 мА (при Uпит = 6В)!

Высокая чувствительность и другие столь же хорошие показатели во многом обусловлены тем, что в основе данного приемника лежит интегральная микросхема К174ХА34 (см. журнал «Моделист-конструктор» № 3 за 1993 год). Она содержит апериодический УВЧ, гетеродин, смеситель, УПЧ с усилителем-ограничителем, встроенные активные фильтры, фазоинвертор, ЧМ-демодулятор, систему шумопонижения и предварительный УНЧ. Так как используемая промежуточная частота порядка 70 кГц, то не обходится здесь и без системы сжатия девиации примерно в 10 раз.

Свою достойную лепту в обеспечение УКВ приемнику добротных характеристик привносит и усилитель низкой частоты, выполненный на аналоговой микросхеме К157УД1. В рекламе эта МС, как говорится, не нуждается. Выходной же нагрузкой служит 8-омная динамическая головка. Помимо 0.5ГДШ1-8, указанной на принципиальной электрической схеме, вполне подходит 0.5ГДШ2, другие аналоги (в том числе громкоговорители с сопротивлением катушки более 8 Ом от старой, отслужившей свой срок радиоаппаратуры).

Из остальных технических решений, использованных в конструкции рассматриваемого приемника, нельзя не отметить генератор стабильного тока. Выполненный на транзисторах VT1, VT2, он обеспечивает нужные 0,5 мА, протекающие через VT3 и цепь нагрузочных резисторов R4-R6. К тому же схема составлена так, что допускает замену одних деталей другими, аналогичными. В частности, вместо транзисторов КТ315Г можно применять КТ342, КТ3102 и другие полупроводниковые триоды, имеющие сходные параметры.

Переменные резисторы одинаковые: СП-0,4; конденсатор гетеродина С3 - с нормируемым ТКЕ. Катушка L1 содержит 8, а L2 - 5 витков ПЭВ2-0,45 (ПЭВ2-0,5), намотанных на оправке диаметром 3,5 мм; L3 имеет 20 витков того же провода, но выполнена на оправке диаметром 2 мм.

Схема, собранная на печатной плате безошибочно и из исправных деталей, начинает работать сразу с подачей питания. Необходимо только убедиться, соответствует ли общий, потребляемый в режиме молчания ток величине 12-15 мА.

Не будет также лишней «укладка» обоих диапазонов в требуемые частотные пределы. Делается это при помощи калиброванного прибора - генератора стандартных сигналов - или располагаемого рядом гетеродина вспомогательного УКВ приемника. Грубую подгонку (при крайних положениях движка переменного резистора R5) осуществляют подбором номинала R4, а юстировку - растягиванием или сжатием витков катушек L1 и L2.

Готовый приемник размещают в пластмассовом корпусе, внешние размеры которого 85x60x30 мм. Печатная плата со смонтированной схемой крепится с помощью дополнительных гаек: М8 на головке микротумблера и М6 - на резьбовых шейках переменных резисторов. С источником электропитания, динамиком, антенной и заземлением, располагающимися снаружи, УКВ приемник состыковывается при помощи 6-контактного электрорадиоразъема, гнездовая часть которого размещается внутри самого корпуса.

Для уверенного приема радиостанций используется стандартная телескопическая антенна или экспериментально опробованный по длине (обычно 400-600 мм) и направлению отрезок гибкого провода. При чрезмерно сильном звучании радиопередач иногда идут на замену регулятора громкости, увеличивая его номинал. Если же сигнал от усилителя низкой частоты мал, то предпочтение отдают переменному резистору 1310 с меньшим сопротивлением.

В. ЗЛОБИН, г. Йошкар-Ола

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter , чтобы сообщить нам.