ЧМ приемник дециметрового диапазона

Приемник предназначен для приема сигналов с узкополосной ЧМ в диапазоне 400…450 МГц. Однако пределы перестройки могут быть и другими, они задаются программно. Чувствительность приемника — около 0,5 мкВ. Он построен по схеме супергетеродина с двойным преобразованием частоты с использованием деталей, извлеченных из бесшнуровых и сотовых телефонных аппаратов.

Схема основной части приемника показана на рис. 1. На транзисторе VT1 собран УВЧ, а на VT2 — первый смеситель. Сигнал первого гетеродина частотой fгет поступает от синтезатора частоты, который будет рассмотрен ниже. Частота гетеродина ниже принимаемой на 45 МГц (это центральная частота полосы пропускания фильтра ZQ1). Дальнейшая обработка сигнала происходит в микросхеме ЧМ приемника DA1 [1]. К ней подключены кварцевый резонатор ZQ2, задающий частоту второго гетеродина, полосовой фильтр второй ПЧ (455 кГц) ZQ3 и резонатор частотного дискриминатора ZQ4. Де-модулированный сигнал поступает через регулятор громкости (переменный резистор R22) на выходной УЗЧ на микросхеме DA2, к выходу которой подключают головные телефоны BF1.

Тот же сигнал через конденсатор С27, регулятор порога (переменный резистор R34) и фильтр R29R30R33C24C25 подается на вход встроенного в микросхему DA1 шумоподавителя. Сигнал с его выхода (вывода 13), поступая на вывод 1 микросхемы DA2, запрещает работу УЗЧ в отсутствие полезного сигнала.

Приемник питается от аккумуляторной батареи GB1. Микросхема DA2 -непосредственно от нее, а остальные узлы — через DA3, интегральный стабилизатор напряжения 5 В. Ток, потребляемый приемником при сопротивлении головных телефонов 30 Ом, средней громкости и выключенной подсветке ЖКИ, около 50 мА.
Предусмотрен узел зарядки аккумуляторной батареи. В него входят разъем XS1, выпрямительный мост VD1, ограничительные резисторы R25, R26. Благодаря диоду VD3 зарядка возможна и при разомкнутом выключателе SA2. Диод VD2 необходим, чтобы на резистивный делитель R1R2 напряжение поступало только при включенном зарядном устройстве.

Сигнал об идущей зарядке с выхода этого делителя приходит на один из входов микроконтроллера DD1, управляющего работой всего приемника. На другой его вход с резистивного делителя R23R24 подан сигнал контроля напряжения батареи (на входе стабилизатора DA3). Еще на один вход микроконтроллера через резистор R19 поступает с вывода 12 микросхемы DA1 напряжение, пропорциональное уровню принимаемого в данный момент сигнала.

К микроконтроллеру подключен также энкодер S1, среди радиолюбителей часто называемый валкодером. Вращая его ручку, перестраивают приемник, а нажимая на нее (при этом замыкаются контакты 4 и 5), увеличивают шаг перестройки.

Информацию о работе приемника отображает ЖКИ HG1, табло которого выглядит, как показано на рис. 2. Здесь выведено текущее значение частоты приема. Ниже него — шкала S-метра. Справа находится пятиуровневый индикатор напряжения аккумуляторной батареи. Интервал его показаний — от 7 В (батарея разряжена) до 8,2 В (батарея заряжена). Он может быть изменен подборкой резисторов R23 и R24.

Основная печатная плата приемника изображена на рис. 3. Она изготовлена из фольгированного с двух сторон стеклотекстолита, причем фольга со стороны установки кварцевых резонаторов, фильтров и некоторых других деталей служит общим проводом. Она сохранена полностью, за исключением небольших участков вокруг отверстий, в которые проходят не соединяемые с общим проводом выводы деталей.

Отверстия под соединяемые с общим проводом выводы и проволочные перемычки показаны залитыми. Выводы деталей, снабженные знаком «соединение с корпусом», а также провода от выводов 2 и 4 энкодера S1 припаивают к фольге в подходящих местах. Оксидный конденсатор С5 размещен со стороны печатных проводников.

Катушки L1, L2 — бескаркасные. Они имеют по 2,5 витка провода диаметром 0,67 мм, намотанных на оправке диаметром 3,5 мм, и помещены в металлические экраны, соединенные с фольгой — общим проводом. Многие примененные детали выпаяны из отслуживших свой срок бесшнуровых телефонов, в том числе фильтр ZQ3 и резонатор ZQ4. Фильтр ZQ1 извлечен из сотового телефона стандарта NMT. Можно применить кварцевый резонатор ZQ2 на частоту 14,85 МГц. Он будет работать на третьей гармонике.

Возможно, для достижения наилучшей контрастности изображения на ЖКИ придется подать на его вывод 3 напряжение с движка подстроечного резистора номиналом 10…20 кОм, включенного между цепью +5 В и общим проводом. Для экземпляра индикатора, примененного автором, этого не потребовалось. Кроме указанного на схеме, может быть применен любой ЖКИ с двумя строками по 16 символов и встроенным контроллером HD44780. Однако следует учитывать возможное несовпадение номеров его выводов с имеющимися на схеме.

Чувствительность приемника можно повысить, заменив резистор R16 -нагрузку первого смесителя — колебательным контуром. Конденсатор этого контура был взят емкостью 56 пФ, а катушка, необходимая для настройки на первую ПЧ, подобрана опытным путем. Однако предварительное налаживание приемника лучше производить все-таки с резистором. Смеситель с контуром подвержен самовозбуждению.

Схема первого гетеродина — синтезатора частоты — показана на рис. 4. Генератор с электронной (с помощью варикапа VD1) перестройкой частоты построен на транзисторе VT1. После буферного усилителя на транзисторе VT2 его сигнал через резистор R9 поступает на смеситель приемника, а через конденсатор 011 — на вход микросхемы DA1 [2], содержащей другие узлы синтезатора. По линиям СК, DATA, STB синтезатором управляет микроконтроллер основного блока приемника Тактовая частота микросхемы DA1 задана кварцевым резонатором ZQ1. Управляющее напряжение поступает на варикап VD1 через фильтр R1R4R8C2C9 и развязывающий резистор R2. Параметры этого фильтра и варикапа сильно влияют на характеристики синтезатора. Тип варикапа и номиналы элементов фильтра тщательно подобраны и изменять их без особой необходимости не следует. Катушка L1 состоит из двух витков провода диаметром 0,25 мм, намотанных на оправке диаметром 2 мм.

Синтезатор собран на печатной плате, изображенной на рис. 5. Ее особенности такие же, как основной платы. Плата синтезатора помещена в закрытый металлический экран (на рис. 6 крышка экрана снята), закрепленный над основной платой, и соединена с ней короткими отрезками изолированного провода. Высокие стойки по краям основной платы предназначены для установки ЖКИ.

Налаживание синтезатора сводится в основном к «укладке» диапазона перестройки его генератора. Особое внимание нужно уделить тому, чтобы постоянное напряжение на варикапе VD1 (лучше измерять его на конденсаторе С4) при перестройке изменялось в как можно больших пределах, но не выходило из интервала 0,7…3 В. Если, удалив с основной платы резистор R13, питать синтезатор напряжением 5 В от отдельного стабилизатора, максимальное напряжение на варикапе можно увеличить до 4…4,5 В.

В EEPROM микроконтроллера хранятся константы, задающие пределы перестройки частоты и некоторые другие параметры. Рассмотрим его содержимое. На рис. 7 обозначено:
А — текущая частота первого гетеродина, выраженная в «шагах перестройки» (5 кГц). Поскольку шестнадцатеричному числу 11В16Н соответствует десятичное 72470, записана частота 72470×0,005 = 407,35 МГц.
Б — минимальная частота диапазона перестройки первого гетеродина. В рассматриваемом случае — 355 МГц.
В — максимальная частота диапазона перестройки первого гетеродина в «шагах перестройки». В рассматриваемом случае — 405 МГц.
Г — тактовая частота синтезатора (10 МГц), выраженная в «шагах перестройки».
Д — константы, необходимые для работы синтезатора.
Е — значение первой ПЧ в килогерцах (45000 кГц).
Ж — если здесь 01, выводимое на ЖКИ значение частоты приема равно сумме частоты гетеродина и первой ПЧ, если 00 — их разности.
И — коэффициент увеличения шага перестройки частоты при нажатой ручке энкодера. В данном случае шаг увеличивается в 200 раз (до 1 МГц).
К — смещение нуля S-метра, необходимое для компенсации в его показаниях шума приемника при отсутствии полезного сигнала. Нуль S-метра будет смещен на число делений, равное записанному в этой ячейке. В рассматриваемом случае — на 20 делений.

В область А новое число записывается автоматически в момент выключения приемника. При его включении первый гетеродин будет настроен на указанную здесь частоту. Параметры в областях Б, В, Ж—К можно изменять по своему желанию. Значения в областях Г и Е должны соответствовать кварцевым резонаторам и фильтрам, установленным в приемнике. Область Д трогать не следует.

ЛИТЕРАТУРА
1. TA31136F, TA31136FN FM IF detector 1C for cordless telephone.   — .
2. TBA31202 PLL frequency synthesizer. — .

Прилагаемые файлы: RX400-450.zip

С. ПЕТРУСЬ, г. Кременчуг, Украина
«Радио» №12 2009г.