Приведены простые принципиальные схемы самодельных конверторов для приема радиостанций в УКВ диапазонах на приемники, в которых нужный участок частот отсутствует. Конвертер представляет собой преобразователь частоты входного сигнала в частоту доступную для приема имеющейся аппаратурой.
Обычно в основе самодельного простого конвертера лежит либо транзисторная схема, либо преобразователь частоты на микросхеме К174ПС1, К174ПС4. Недавно стали появляться схемы конвертеров на импортных микросхемах SA602, SA612, NE612. Но вполне возможны и другие варианты.
Практически в основе конвертера можно применить любую микросхему — преобразователь частоты приемника, способную работать на необходимых частотах.
Здесь описаны схемы двух конвертеров на микросхеме LA1185 фирмы SANYO. Данная микросхема представляет собой преобразователь частоты. В ней есть усилитель РЧ, на вход которого подается сигнал. Далее следует преобразователь частоты, состоящий из смесителя и гетеродина. А так же стабилизатор напряжения питания. Схемы практически одинаковы, но работают на разных диапазонах.
FM-УКВ конвертер на К174ПС1
Практически все советские радиолы и приемники имеют диапазон УКВ с частотными границами 64.5?74МГц. Если сейчас прослушать этот участок, то можно сделать вывод, что этот диапазон практически «мертв». В некоторых больших городах все же можно услышать одну-две станции.
Все ведущие радиовещательные станции расположены на так называемом «FM-диапазоне», который также является диапазоном УКВ с частотными границами 87.5?108МГц, а название «FM» неофициальное и обретает свой смысл от вида модуляции – частотной (frequency modulation).
Для перевода старого, советского приемника на FM диапазон можно произвести изменения в блоке УКВ, изменив емкости и индуктивности гетеродина, смесителя и так далее. Намного проще будет собрать FM-УКВ конвертер, к тому же радиоприемник не будет модифицирован и в любое время конвертер может быть отключен или извлечен.
Хочу отметить, что представленный в этой статье FM-УКВ конвертер потребляет всего 2мА.
Схема FM-УКВ конвертера
Схема взята из журнала Моделист-Конструктор №10 за 1990 год, представленная В.Растворовым (г.Таганрог).
Схема не сложная и работает отлично, а если и кто-нибудь утверждает про её нестабильность и плохую работу то, скорее всего они не настроили её должным образом.
Конвертер работает на основе микросхемы К174ПС1, которая включает в себя гетеродин и смеситель. Гетеродин настраивается на частоту 23-34МГц с помощью элементов L1, C1, C4, C5.
Принимаемый антенной сигнал через разделительный конденсатор C2 поступает на вывод 7 микросхемы К174ПС1, и далее он смешивается с сигналом генерируемым гетеродином. На выводе 2 образуется смешанный разностный и суммарный сигналы.
Теперь на примере. При приеме радиостанции с частотой 103.1МГц (радио «Искатель» в Иркутске), сигнал с антенны через C2 поступает в смеситель микросхемы К174ПС1, где частота 103.1МГц (и другие частоты) смешивается с сигналом гетеродина. Если мы настроили гетеродин на частоту, например 30МГц, то на резисторе R3 будет разностная смешанная составляющая с частотой 73.1МГц, которая через разделительный конденсатор C6 поступит на наш советский приемник с частотным диапазоном 64.5?74МГц. Суммарная же составляющая на резисторе R3 будет лежать на частоте 133.1МГц и нашим приемником приниматься не будет.
Представленный FM-УКВ конвертер может работать и в обратную сторону, подключив FM приемник, мы можем принимать УКВ станции, лежащие в диапазоне 64.5?74МГц (приниматься будет уже суммарная составляющая смесителя).
Компоненты схемы
При проектировании печатной платы FM-УКВ конвертера я добавил два компонента, которые отсутствуют на схеме, это стабилизатор 78L05 на выходное напряжение +5В и конденсатор емкостью 330нФ на входе стабилизатора. Данная доработка позволяет питать конвертер напряжением постоянного тока до +28В.
Также добавлено дополнительное посадочное место под конденсатор C1, это при крайних мерах настройки частоты гетеродина (читайте ниже).
Конденсаторы все керамические, я применил китайские, частота в течение 2ч работы с настроенной станции не уплывает. Резисторы мощностью 0.25Вт. В качестве антенны кусок медного провода длиной 20см.
Параметры катушки и настройка
Большая часть настройки зависит от параметров катушки. У меня нет высокочастотного генератора и частотомера, поэтому настройку я производил по радиовещательным станциям, что намного усложнило процедуру.
Для катушки рекомендуется 5-7 витков на оправе диаметром 4мм с ферритовым сердечником (проницаемость неизвестна). Диаметр провода до 0.63мм.
У меня был один ферритовый сердечник от дросселя блока питания ПК, проницаемость неизвестна. С 5-7 витками я ловил множество FM станций, но весь диапазон не влезал. Настройка производится с помощью изменения положения сердечника в каркасе катушки.
Далее я пробовал выполнять катушку без стержня и каркаса. Отличный прием станций на частотах от 103.5МГц до 107.5МГц был на бескаркасной катушке, намотанной на оправе (диаметр 5мм) медным проводом (диаметр 0.63мм) и имеющей 8 витков. При настройке витки катушки нужно немного разжимать и производить поиск станций на радиоприемнике.
Самой оптимальной и финишной была катушка, выполненная на каркасе от колебательного контура зарубежного приемника. Диаметр каркаса 4мм. Внутри каркаса имеется подстроечный сердечник с неизвестной проницаемостью. Катушка содержит 6 витков медного провода диаметром 0.63мм. Также был изменен номинал конденсатора колебательного контура гетеродина C1 до 630пФ. С помощью подстроечного сердечника и изменению емкости C1 мне удалось настроить на УКВ приемнике весь FM диапазон.
Для понимания, чтобы повысить частоту гетеродина, индуктивность катушки необходимо уменьшить и наоборот.
В любом случае, 5-7 витков на оправе диаметром 4-5мм позволяют легко настроиться на несколько FM станций. А далее уже изменением расстояния между витками или изменением положения сердечника производится точная настройка, с которой возможно, придется повозиться. В крайнем случае, можно изменять емкость C1, для этого на плате есть два посадочных места под этот конденсатор. У параллельно соединенных конденсаторов емкости суммируются. Для повышения частоты гетеродина емкость конденсатора C1 необходимо уменьшить и наоборот.
Установка в радиоприемник
Конвертер рекомендуется устанавливать ближе к металлической части корпуса, которая соединена с общим проводом или земле. Я установил плату конвертера на раму радиолы, которая соединена с общим проводом (в моем случае с минусом).
Также FM-УКВ конвертер должен быть установлен как можно ближе к гнезду подключения антенны.
При установке в портативные приемники нужно применять выключатель по линии питания, чтобы попросту не расходовать энергию батареи. Я не ставил выключатель, так как у меня радиола, а питание взято от линии питания темброблока +15В.
В окончании хочу сказать, что практически все станции у меня принимаются чисто, даже без антенны.
Печатная плата FM-УКВ конвертера на К174ПС1
Конвертер ФМ на одном транзисторе
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.
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 [1]).
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.
Постановка задачи
О стабилизации частоты и индикации я уже написал, это понятно. Но есть еще один важный момент: у приемников с низкой ПЧ имеется трудноизлечимая проблема — зеркальный канал. А проявляет себя эта проблема, когда надо принять слабую станцию, рядом с которой находятся две сильные. В результате мы слышим сигнал сильной станции, задевающий зеркальный канал.
Эффективно бороться с этим можно только повышением ПЧ, например до стандартного значения 10,7 МГц, а с такой ПЧ уже следует использовать дробный детектор. На том и порешим. В итоге вырисовывается приемник с цифровым гетеродином, индикацией и классическим (почти) ламповым трактом.
