Здравствуйте, уважаемые читатели сайта . Находясь на природе не всегда удобно слушать любимую радиостанцию или получать свежие новости, используя сотовый телефон. Если слушать в наушниках, то будешь все время привязан к телефону и оторван от окружающего мира, если же использовать динамик телефона, то заряда аккумулятора хватит на 2-3 часа. Избавиться от этих неудобств может помочь обычный УКВ приемник.
Такой приемник можно приобрести в магазине, а можно сделать самому, причем по цене он выйдет в два-три раза дешевле магазинного. Вашему вниманию предлагается конструкция самодельного малогабаритного УКВ приемника, обеспечивающего уверенный прием радиостанций, вещающих в диапазоне 88 – 108 МГц.
Предлагаемая конструкция проста в изготовлении и налаживании, а малые габариты и достаточно высокие технические характеристики позволяют использовать приемник, как в городской черте, так и во время поездок за город. Этот приемник под силу собрать даже начинающему радиолюбителю, делающему первые шаги в мир радиоэлектроники.
Приемник обладает следующими параметрами:
чувствительность с антенного входа – не менее 5 мкВ; выходная мощность на нагрузке 8 Ом – около 0,2 Вт; напряжение питания – 3В; ток покоя – 12…14 mA; ток при максимальной громкости – не более 25 mA; полоса частот – 450…7150 Гц; коэффициент гармоник – 0,1%. работоспособность приемника сохраняется при напряжении 2 В; непрерывная работа приемника составляет 80…90 ч.
Принципиальная схема УКВ приемника.
За основу приемника взята многофункциональная микросхема К174ХА34
(DA1), предназначенная для работы в низковольтных моно- и стереофонических радиовещательных приемных устройствах в диапазонах УКВ-1 и УКВ-2. Она представляет собой готовый супергетеродинный УКВ приемник, содержащий все узлы, необходимые для приема и обработки радиовещательных сигналов – от антенного входа до выхода сигнала звуковой частоты.
С антенны WA1
принимаемый сигнал радиостанций поступает на входной колебательный контур
L2
,
C13
,
C16
, настроенный на середину принимаемого диапазона 88 – 108 МГц, а с контура поступает на вход микросхемы (выводы 12, 13).
К другому входу микросхемы (выводы 4, 5) подключен контур гетеродина L1
,
C2
,
VD4
. Изменением резонансной частоты этого контура приемник настраивают на нужную радиостанцию, где органом настройки является варикап
VD4
. Емкость варикапа изменяют постоянным напряжением настройки, снимаемым с движка переменного резистора
R3
.
Напряжение настройки хорошо стабилизировано и практически не зависит от напряжения источника питания в диапазоне 1,8…3 В. Стабилизация необходима для того, чтобы при разрядке батарей не смещалась частота настройки приемника. Стабилизация тока выполнена на элементах VT1
,
R1
,
R4
,
R5
,
VD1 — VD3
.
Вся остальная обработка сигналов – смешение, детектирование, предварительное усиление звукового сигнала осуществляется микросхемой.
Обработанный низкочастотный сигнал станции с вывода 14
микросхемы через резистор
R7
и постоянный конденсатор
С12
поступает на верхний вывод переменного резистора
R8
, выполняющего роль регулятора громкости. С движка переменного резистора сигнал подается на вход УЗЧ приемника, выполненного на низковольтном усилителе мощности
К174УН31
(DA2), специально разработанного для работы в малогабаритной аппаратуре. К выходу УЗЧ через электролитический конденсатор
С20
подключена динамическая головка
ВА1
.
Питается приемник от двух пальчиковых батареек, включенных последовательно. Нормальная работа приемника сохраняется при снижении напряжения питания до 1,9 В. Это обусловлено работой микросхемы К174ХА34.
Собранный без ошибок и исправных деталей приемник начинает работать сразу. Вся настройка заключается лишь в подгонке индуктивности катушек входного и гетеродинного контуров.
Схема
Блок‑схему супергетеродина мы уже обсудили ранее вдоль и поперек и даже выяснили, почему он «супер». Здесь все будет примерно так же: УВЧ, смеситель, УПЧ, детектор, УНЧ. Ниже представлена схема УКВ‑блока и УПЧ.
УКВ‑блок и УПЧ
УКВ-блок
Исторически сложилось, что в ламповых приемниках УВЧ‑смеситель и гетеродин выполнялся отдельным блоком. Это связано с тем, что УКВ‑часть приемника нуждалась в тщательном экранировании и требовала более качественного монтажа, поэтому промышленности так было удобнее.
Кроме того, там применялся ряд специфических схемотехнических решений, направленных на подавление паразитного излучения в антенну. В нашем случае все проще, поскольку мы используем в качестве гетеродина синтезатор.
УПЧ и преобразователь собраны на лампе 6Н3П, промышленные УКВ‑блоки обычно на ней и собирались. Применение триодов обусловлено их низким уровнем шумов, вместо лампы 6Н3П можно применить 6Н23П или, на худой конец, другой двойной триод. В сети есть примеры использования 6Н1П и даже 6Н2П.
Выход синтезатора 50-омный, поэтому его сигнал удобно подавать в катодную цепь. Для этого катодное сопротивление автосмещения разбивается на две части — 47 Ом для подключения синтезатора и 1 кОм для обеспечения необходимого смещения.
Верхняя часть делителя шунтируется конденсатором. Перестройка контура ПЧ выполняется варикапом BB910. Катушка контура бескаркасная, намотана проводом диаметром 1,5 мм на оправке диаметром 12 мм и содержит четыре витка. Выходной контур ПЧ служит для выделения частоты ПЧ и согласования сопротивления с керамическим фильтром. Контурная катушка содержит двадцать витков провода диаметром 0,2 мм, катушка связи мотается поверх контурной и содержит десять витков того же провода.
В преобразователе для приема необходимого сигнала теоретически можно использовать две частоты гетеродина, выше сигнала на величину ПЧ и ниже на частоту ПЧ. В данном случае инъекция снизу работает гораздо эффективнее, поэтому ее и будем использовать. При приеме мощной станции на выходе преобразователя получается сигнал в несколько милливольт.
Монтаж высокочастотной части выглядит следующим образом.
Монтаж высокочастотной части
УПЧ
УПЧ — это главный блок приемника. Большая часть характеристик определяется именно УПЧ. И в случае ЧМ‑приемника к УПЧ предъявляются противоречивые требования. С одной стороны, нужна полоса пропускания порядка 300 кГц, а с другой стороны, нужны достаточно крутые скаты АЧХ.
Классически эту проблему решали схемами с распределенной селекцией, где в каждом каскаде стоял полосовой фильтр, состоящий из двух слабосвязанных контуров, и это лучший вариант. Однако оказалось, что создать такой фильтр, используя имеющиеся у меня каркасы, достаточно сложно. И главная проблема здесь — регулировка связи между контурами, которая очень сильно влияет на АЧХ. Собственно, из‑за проблемы с плавной регулировкой связи я и отказался от этого решения в пользу схемы с сосредоточенной селекцией, что считается более современным решением. Говоря конкретнее, мы поставим на вход УПЧ керамический фильтр на 10,7 МГц. Этим мы решим проблему крутизны скатов АЧХ и с ходу получим требуемую избирательность по соседнему каналу.
К несчастью, у керамического фильтра низкое входное сопротивление, поэтому его необходимо согласовать с выходным сопротивлением преобразователя частоты. Для этого мы используем индуктивную связь с выходным контуром преобразователя. С согласованием выходного сопротивления проблем нет. Конечно, у керамического фильтра неидеальная АЧХ и достаточно большое затухание сигнала, но это небольшая плата за простоту.
Схема с одиночными контурами — не самое хорошее решение, но она вполне работоспособна. Еще одна проблема связана со склонностью усилителя к самовозбуждению, особенно это касается УПЧ, представленного выше. Из‑за этой неприятной особенности, даже когда самовозбуждение не наблюдалось, АЧХ усилителя менялась в зависимости от прогрева и силы входного сигнала (росло усиление, но заужалась полоса). И это все отражалось на звучании.
Лечилось это тщательной настройкой в прогретом состоянии. Поэтому от схемы с емкостной связью я отказался, и финальная модификация содержит УПЧ с индуктивной связью. В нем получается несколько ниже усиление, зато он гораздо стабильнее в работе.
Схема УПЧ с индуктивной связью
Собственно, фундаментальная проблема с постройкой лампового УПЧ по схеме с сосредоточенной селекцией заключается в том, что на частотах выше пары мегагерц нерезонансные (апериодические) ламповые усилители не работают. И именно поэтому такая проблема у нас не возникала при постройке приемника с низкой ПЧ. Там мы, не мудрствуя лукаво, использовали апериодические каскады.
Здесь такой номер не прокатит, поэтому от контуров уйти не получится. Проще всего собирать резонансный УПЧ на пентодах, это позволит нам не столкнуться с особенностями триодов на высоких частотах. Упрощенная формула расчета коэффициента усиления резонансного каскада на пентоде выглядит как
K = SrQ
где S — крутизна лампы (МA/В), r — характеристическое сопротивление контура, Q — добротность контура.
Реально измеряемый коэффициент усиления выходит заметно ниже, чем предсказывает это выражение. Но для наших прикидок ограничимся лишь этой формулой, из которой очевидно, что лампу лучше взять с крутизной побольше и характеристическое сопротивление побольше. А вот с добротностью сложнее, так как с ростом добротности падает полоса пропускания, поэтому большая добротность нам будет только мешать. Впрочем, ее можно снизить, зашунтировав контур резистором, или использовать взаимно расстроенные контуры.
В итоге после ряда экспериментов я пришел к катушке ПЧ‑контура, содержащей 45 витков провода 0,12 мм и к емкости контурного конденсатора 10 пФ. Характеристическое сопротивление такого контура около 700 Ом, а при шунтировании его резистором в 15 К добротность получается около 10. С таким контуром от одного каскада на лампе 6AU6 (6Ж4П) можно получить усиление около 20 и полосу пропускания около 1 МГц.
Это для УПЧ с емкостной связью. В УПЧ с индуктивной связью катушка мотается в два провода и ее индуктивность оказывается меньше при том же количестве витков (тут мы упираемся в размеры каркаса). Поэтому контурные конденсаторы уже требуются на 33 Р, а характеристическое сопротивление около 400 Ом. Усиление такого каскада получается около 12.
В УПЧ применены японские лампы 6AU6 от NEC, но их смело можно заменить на наши 6Ж4П. Похожих результатов можно достичь с лампами 6Ж1П, 6Ж1Б, 6К4П, 6Ж5П, чуть хуже с 6Ж2П, но надо подобрать номиналы деталей, чтобы выставить паспортный режим.
Если взять лампу покруче, типа 6Ж52П, можно догнать усиление каскада до сотни, но она попалась мне под руку слишком поздно, да и ест она электричества, как три 6AU6. Заморачиваться с АРУ я тоже не стал, особенно учитывая скромный коэффициент усиления УПЧ, а вот ограничитель придется очень даже к месту.
Ограничитель и дробный детектор
Дробный детектор — штука достаточно хитрая, и просто объяснить на пальцах его работу не выйдет. Но этот самый принцип основан на изменении фазы колебаний в двух связанных контурах. Так, при настройке в резонанс во втором контуре фаза смещена на 90°, а при расстройке сдвиг фазы изменяется в большую или меньшую сторону в зависимости от частоты.
Таким образом, складывая исходный (синфазный) сигнал с сигналом, сдвинутым по фазе на угол, пропорциональный изменению частоты исходного сигнала, мы переходим от частотной модуляции к амплитудной. А остальная часть схемы — уже вопрос конкретной реализации. Подробнее об этом можно почитать тут или тут.
На этом принципе работают частотный дискриминатор и дробный детектор. Дробный детектор имеет некоторое преимущество, так как он менее чувствителен к паразитной амплитудной модуляции. Именно его я и применил в приемнике. На рисунке ниже представлена схема ограничителя и дробного детектора.
Дробный детектор и ограничитель
Вообще говоря, ограничитель для дробного детектора необязателен, но с ним получается лучше. Конструктивно детектор выполнен в виде отдельного блока и целиком помещен в экран, в котором имеются отверстия для подстройки контуров. Большинство деталей — в SMD-исполнении, что помогло уменьшить габариты.
Детектор почти в сборе
Плата детектора
Экран
Катушки выполнены на упоминавшихся ранее сердечниках L4 и содержат 20 витков эмалированного провода 0,2 мм. Катушка L5 мотается поверх L4 и содержит пять витков того же провода. Катушка L6 мотается на отдельном каркасе двойным проводом и содержит 12 + 12 витков. Сами каркасы размещены друг от друга на расстоянии 10 мм.
Диоды 1N34 можно заменить на более аутентичные Д2 или Д9. Как ни странно, несмотря на мои ожидания, с дробным детектором не возникло никаких проблем в настройке, главное — попасть в нужный частотный диапазон, что решается подбором конденсаторов С6 и C7.
Что же касается ограничителя, то он — от обычного усилительного каскада пониженным напряжением на ускоряющем электроде и низким анодным током, что ограничивает амплитуду в анодном контуре. Кроме того, каскад работает без смещения и несколько ограничивает амплитуду входного сигнала за счет сеточного тока.
УЗЧ и блок питания
Усилитель звуковой частоты выполнен по совершенно типовой однотактной схеме на лампе 6Ф5П и полностью повторяет УЗЧ ранее упомянутого приемника с низкой ПЧ. Больше тут, пожалуй, и обсуждать нечего, на тему ламповых однотактных усилителей в сети информации даже больше, чем нужно. Единственное, о чем стоит упомянуть, — это заземление накальной цепи через резисторы: такое решение позволяет подавить фон в 50 Гц.
УЗЧ и БП
Блок питания выполнен на трансформаторе ТАН-3, схема совершенно типовая.
Детали.
Резисторы.
В приемнике используются постоянные резисторы мощностью 0,25 — 0,125 Вт отечественного и импортного производства. Переменный резистор R3 типа СП3-36, а резистор R8 типа СП3-3 или любой импортный подходящего размера.
Конденсаторы.
Постоянные конденсаторы любые малогабаритные. Оксидные конденсаторы должны быть на напряжение на менее 6 Вольт. Допускается незначительный разброс емкостей конденсаторов по сравнению с указанными на схеме.
Катушки.
Катушки L1 и L2 бескаркасные. Их наматывают виток к витку на цилиндрической оправке внешним диаметром 4,5 и 5 мм. Катушка L1 имеет 3 витка, внутренний диаметр 4,5 мм и намотана проводом ПЭВ-1 0,5 (сечение провода 0,5мм). Катушка L2 имеет 7 витков, внутренний диаметр 5 мм и намотана проводом ПЭВ-1 0,9 (сечение провода 0,9мм).
После намотки катушку L1 необходимо растянуть на длину 4…5мм, а L2 на длину 7…10мм. И в дальнейшем, когда обе катушки будут распаяны на плате, то для уверенного приема радиостанций их длину придется немного корректировать для увеличения или уменьшения индуктивности.
Диоды.
Диоды VD2 и VD3 обязательно должны быть кремниевыми из серии КД521А, Б или КД522А, Б. Использование других диодов нежелательно, так как это увеличит минимальное напряжение стабилизатора и потребует подбора компенсирующего резистора R1.
Транзисторы.
Транзистор VT1 любой из серии КТ3102.
Простой УКВ ЧМ радиоприемник
Задался я мыслью приобщить младшего ребенка к радиолюбительству, возможно не самая интересная тема на сегодняшний день для ребенка 11-ти лет, но все равно лучше чем сидеть в Ютубе или еще что по хуже. Предварительно был заказан небольшой (совсем) набор для самостоятельной сборки, вот такой жучек:
После успешной сборки ребенок загорелся, интересно таки и начали мы строить планы, что же делать дальше.
— первым пунктом решено прицепить к этому жуку солнечную панельку и научить его днем подряжаться.
— вторым пунктом перевести питание жука на литий с контролем заряда от той самой солнечной батареи:
Ну это все присказка и полумеры. Конечно стоит задуматься о полноценной сборке чего-то. что будет шуршать и издавать какие-то звуки, и как все догадались из названия статьи — это будет приемник. Большинство радиолюбителей начинали свое хобби именно со сборки радиоприемника и я не исключение, поэтому я решил не выдумывать ничего нового, а пойти тем же путем. А эта статья подбор схем и информации для предстоящей работы, план-задание так сказать.
1 схема:
Приемник на одном транзисторе. Антенной работает отрезок монтажного провода длинной сантиметров 15-20, или если приемник будет собиратся в стационарный корпус можно использовать телескопическую от какого либо приемника. С антенны сигнал поступает в колебательный контур L1C2, подстраивая конденсатор С2 контур можно перестраивать в пределах УКВ ЧМ диапазона 65.8-73 МГц., при изменении данных катушки L1 можно перестроить все это на другой диапазон: 88-108 МГц. Выделенный этим контуром сигнал поступает через конденсатор С3 на базу транзистора VT1. Этот транзисторный каскад выполняет одновременно несколько функций: функции фазового детектора, фильтра нижних частот, усилителя постоянного тока и усилителя низкой частоты
(Вот тут схема не совсем хороша для начинающего, ее легко собрать, но обьединение всех функций о одном элементе может быть ОЧЕНЬ тяжело для понимания!!!).
Детали:
- Катушка L1 не имеет каркаса, для намотки берется хвостовик сверла диаметром 7 мм и на нём наматывается катушка проводом ПЭВ 0,4…0,5 мм. Катушка L1 содержит 14 витков. После намотки сверло из катушки извлекается (оно служит только в качестве оправки для намотки).
- Транзистор П416Б можно заменить на ГТ308А, КТ603Б (и вот тут стоит второй вопрос подобрать аналог напрашивается 2N2222 или 2N2219 что гораздо лучше, но и дороже).
- Телефон – любой высокоомный малогабаритный.
- Конденсатор С2 типа КПК — керамический, на 8…30p, 5…20р или 4…15р, он настраивается вращением винта, расположенного посредине.
- В качестве источника питания можно использовать элемент питания Крона на 9 В. Выключатель любой, например тумблер.
Настройка относительно проста. Нужно подключить телефон, питание и антенну — кусок монтажного провода, чем длиннее тем лучше. Антенну желательно вывесить в окно или повесить на оконную раму. Теперь нужно одеть головные телефоны (в них должно быть слабое шипение) и вращением ротора конденсатора С2 попытаться поймать одну станцию. Если это не получается нужно немного растянуть витки катушки и повторить.
2 схема:
Не особенно отличается от первой, имеет теже недостатки и достоинства, но к ней нужен еще и УНЧ.
Настройка обеспечивается изменением емкости C2 или С7. Также на частоту настройки влияют индуктивности L1, L2, и всякие паразитные емкости монтажа. Даже при поднесении руки частота будет сбиваться. Поэтому такой приемник нужно хорошо экранировать. Детали. Транзистор VT1 лучше использовать маломощный сверхвысокочастотный, например, КТ368. Для УКВ диапазона катушки L1 и L2 имеют 6 витков с отводом от середины и 20 витков провода ПЭВ-2 0,56 соответственно. Катушки — бескаркасные, с внутренним диаметром 5 мм. Для FM-диапазона можно попробовать уменьшить количество витков обоих катушек пополам. Но лучше число витков подобрать экспериментально. Антенна — телескопическая или отрезок медного провода длиной около метра.
3 схема:
Схема отчасти лишена многих недостатков предыдущих схем, но не настолько проста в сборке — 3 транзистора не один).
Приемник выполнен по схеме прямого преобразования с ФАПЧ. Радиочастотный каскад приемника собран на транзисторе VT1 и представляет собой преобразователь частоты с совмещенным гетеродином, выполняющий одновременно функции синхронного детектора (опять та же проблема что и в первых 2-х вариантах). Антенной приемника служит провод головного телефона. Принятый ею сигнал радиовещательной станции поступает на входной контур L2, настроенный на среднюю частоту принимаемого УКВ диапазона (70 МГц) и далее на базу транзистора VT1. Как гетеродин, этот транзистор включен по схеме ОБ, а как преобразователь частоты – по схеме ОЭ. Гетеродин перестраивается в диапазоне частот 32,9…36,5 МГц, так что частота его второй гармоники лежит в границах радиовещательного УКВ диапазона (65,8…73 МГц). Контур L2C5 настроен на частоту вдвое меньшую, чем входной контур L2, а поскольку преобразование происходит на второй гармонике гетеродина, разностная частота оказывается лежащей в звуковом диапазоне частот.
Усиление сигнала разностной частоты обеспечивает тот же транзистор VT1, который, как синхронный детектор, включен по схеме ОБ. Усилитель ЗЧ приемника двухкаскадный. Каскад предварительного усиления выполнен на транзисторе VT2, а каскад усиления мощности – на транзисторе VT3. Прослушивают принятые передачи на головной телефон BF1 (ТМ-4). Выходная мощность усилителя ЗЧ на нагрузке сопротивлением 8 0м при питании от одного элемента А332 (1,5 В) около 3 мВт, что вполне достаточно для работы на головной телефон. Ток, потребляемый приемником от источника питания, не превышает 10 мА. Приемник можно собрать в любом малогабаритном корпусе. Монтаж навесной. Резисторы – МЛТ-0,125, оксидные конденсаторы – К50-6, подстроечные – любые с воздушным диэлектриком, остальные КМ, КЛС,
Катушки L1 и L2 бескаркасные. Внутренний диаметр намотки – 5 мм, шаг намотки – 2 мм, Катушка L1 содержит 6 (с отводом от середины), а L2 – 20 витков провода ПЭВ-2 0,56, Катушки L3, L4 содержат по 200 витков провода ПЭЛ 0,06. Их наматывают на ферритовом (М400НН) стержне диаметром 2 и длиной 10 мм в два провода. Транзистор VT1 можно заменить на КТ3102Б, при этом чувствительность приемника повысится. Налаживание приемника начинают с усилителя ЗЧ. Режим работы транзисторов VT2, VT3 устанавливают подбором резистора R5 до получения коллекторного тока покоя транзистора VT3, равного 6…9 мА. Режим гетеродина регулируют подбором резистора R1, уровень второй гармоники гетеродина – конденсатором С6. Границы принимаемого диапазона частот устанавливают изменением индуктивности катушки L2. Входной контур настраивают конденсатором С2, ориентируясь на максимальную полосу удержания сигналов принимаемых радиостанций. По диапазону приемник перестраивают конденсатором С7.
(Полное описание схемы: Николаев А.П., Малкина М.В. «500 схем для радиолюбителей»)
На этом я остановил свои исследования по причине того, что полный ЧМ приемник будет сложный или необходимо его строить на специализированной микросхеме например на TA2003 (это наверно лучший образец), но я считаю это самый лучший вариант для начинающего, работать то оно конечно будет. а вот понимания, что и почему не будет совсем.
Кстати есть хороший конструктор приемника на TA2003 с цифровой шкалой. Хорош он не только своими характеристиками, но и тем, что модуль цифровой шкалы построен на отдельной плате и его можно легко переделать в частотомер.
Вот схема это приемника:
Вопрос про построение частотомера на подобном блоке я подниму еще, а построение приемника с моим ребенком мы наверно перенесем в сторону АМ приёмника…
С радостью выслушаю ваши комментарии и советы!
Как сделать ламповый радиоприёмник
С появлением транзисторов и интегральных микросхем ламповые конструкции были, на некоторое время, забыты. Сейчас радиолюбители всё чаще обращаются к электронным лампам в своих конструкциях. Самодельный ламповый радиоприёмник УКВ диапазона можно собрать на одной лампе. В схеме используется принцип сверхрегенератора. В таких устройствах применяется небольшое количество радиодеталей. Они обладают высокой чувствительностью. Недостатком сверхрегенеративных приёмников является шум в динамиках, при отсутствии полезного сигнала.
УКВ приёмник собран на пальчиковом пентоде 6Ж5П. В качестве источника питания используется мостовой выпрямитель, обеспечивающий 100-120 В постоянного напряжения. Все конденсаторы, кроме переходного, керамические. Катушка L содержит 4 витка медного провода диаметром 1 мм. Лучше всего использовать посеребрённый или лужёный провод. Обычно питание накалов ламп осуществляется от переменного напряжения 6,3 В, но в данном случае, для уменьшения фона переменного тока, применяется постоянное напряжение от отдельного выпрямителя.
Полная схема УКВ-ЧМ приёмника с усилителем низкой частоты. В зависимости от типа выходного трансформатора в устройстве можно использовать высокоомный наушник или динамик 4-8 Ом.
В цепи питания сеток ламп стоит электролитический конденсатор 50,0 мкф на 200 В. Переменный резистор в цепи управляющей сетки выходной лампы регулирует громкость сигнала.