Простой приемник прямого преобразования
Приемник обеспечивает прием любительских станций, работающих телеграфом и однополосной модуляцией в одном из любительских KB диапазонов 160, 80, 40, или 20 м. Его конструкция очень проста и может быть рекомендована для повторения начинающими радиолюбителями. Тем не менее, приемник может пригодиться более опытным радиолюбителям в качестве контрольно-измерительного устройства (например, как приставка для программы-анализатора спектра, работающей со звуковой картой компьютера). Такому применению способствуют малые искажения усилителя низкой частоты — при работе на нагрузку сопротивлением более 5 кОм Кг<0,02%. В качестве приставки для программы анализатора спектра приемник осуществляет перенос спектра ВЧ сигнала на более низкие частоты. Такой анализатор дает возможность оценить, например, полосу излучаемых частот и уровень интермодуляционных искажений передатчика.
Приемник сохраняет работоспособность при изменении напряжения питания от 7 до 12 В. Потребляемый ток при этом составляет около 9 мА.
Рассмотрим работу преобразователя на электронных ключах. Гетеродин выполнен на элементах DD1.3 DD1.4 (рис.2), входящих в состав микросхемы DD1 (74НС4066). При соотношении сопротивлений резисторов R1 и R2 к R3 около 18/1 постоянная составляющая напряжения на конденсаторах С1 и С2, входящих в состав гетеродинного контура, — около 1,7 В, а амплитудное значение переменной составляющей напряжения гетеродина при этом — около 1,3 В. Из графиков на рис.3 видно, что напряжение на конденсаторах С1 и С2, к которым подключены управляющие входы ключей DD1.1 и DD1.2, достигает порога открывания 2,5 В при уровне переменного напряжения около 0,7 от амплитудного значения. При таком соотношении переменной и постоянной составляющих напряжения на контуре длительность открытого состояния ключа составляет 1/4 периода колебания гетеродина. Так как напряжение гетеродина на конденсаторах С1 и С2 находится в противо-фазе, то DD1.1 и DD1.2 открываются по очереди на 1/4 периода колебаний гетеродина с промежутком также в 1/4 его периода колебаний. Таким образом, время открытого и закрытого состояний ключа, образованного параллельным соединением DD1.1 и DD1.2, составляет 1/2 периода колебаний с частотой в 2 раза выше частоты гетеродина и является оптимальным сточки зрения максимальной эффективности преобразования на частоте, которая в 2 раза больше частоты гетеродина.
Следует отметить, что схема смесителя полностью обратима, и при подаче на один из входов НЧ сигнала на другом формируется высокочастотный DSB сигнал. Гетеродин, выполненный на ключах микросхемы 74НС4066, устойчиво работает на частотах до 11 МГц (при напряжении питания 5 В) и 18 МГц (при напряжении питания 10 В), при этом частота преобразования составляет 22 и 36 МГц соответственно.
Преобразователь частоты, гетеродин которого работает на частоте, которая в 2 раза ниже частоты приема, имеет несколько очень полезных свойств. Во-первых, на более низкой частоте легче получить ее необходимую стабильность. Во-вторых, уменьшается уровень сигнала гетеродина, проникающего в антенну, что обеспечивает значительное снижение вероятности появления помехи в виде мультипликативного фона. В-третьих, учитывая, что входной и гетеродинный контуры настроены на разные частоты, эти контуры можно располагать в непосредственной близости друг от друга, не опасаясь увеличения проникновения сигнала гетеродина во входные цепи приемника и разбаланса смесителя. Следовательно, упрощается конструкция приемника и уменьшаются его размеры.
Настройка на принимаемые радиостанции осуществляется сдвоенным конденсатором переменной емкости С5 (рис.1), включенным в цепь контура гетеродина. На выходе преобразователя при помощи фильтра нижних частот (ФНЧ), образованного конденсаторами С9, СЮ и индуктивностью L4, выделяется полезный низкочастотный сигнал с двумя боковыми полосами (DSB) — 2Fr — Fc и Fc — 2Fr, а остальные продукты преобразования рассеиваются на резисторе R2.
С выхода ФНЧ сигнал поступает на усилители DA1.1 и DA1.2, а затем — на головные телефоны (наушники) или внешний УНЧ.
Конструкция и детали
Конденсатор переменной емкости С5 — сдвоенный. Диапазон перекрытия по емкости указан в табл.1.
Диапазон, м | Мин. частота гетеродина, кГц | С1, пФ | С3, пФ | С4, С6, пФ | Диапазон перестройки С5, пФ | L1, мкГ | L3, мкГ |
160 | 910 | 22 | 270 | 3300 | 480 | 23 | 16 |
80 | 1745 | 15 | 100 | 2200 | 380 | 16 | 6,4 |
40 | 3495 | 12 | 62 | 1000 | 50 | 6,4 | 3,9 |
20 | 6995 | 6,8 | 22 | 560 | 30 | 3,9 | 1,7 |
Электролитические конденсаторы должны быть рассчитаны на рабочее напряжение 16 или более вольт.
Индуктивность, мкГ | Число витков | Диаметр провода, мм |
23 | 71 | 0,25 |
16 | 53 | 0,25 |
6,4 | 33 | 0,35 |
3,9 | 26 | 0,5 |
1,7 | 14 | 0,5 |
где:
- L — индуктивность в микрогенри;
- С — емкость в пикофарадах;
- Fr — частота гетеродина в мегагерцах.
Для расчета входного контура можно воспользоваться «классической» формулой:
где
- F — частота в мегагерцах;
- L — индуктивность в микрогенри;
- С — емкость в пикофарадах.
В качестве индуктивности ФНЧ L4 можно применить универсальную стереофоническую магнитную головку от магнитофонов. Головка имеет две обмотки, которые для получения необходимой индуктивности соединяются последовательно.
Расположение выводов интегрального стабилизатора DA2 приведено на рис.4. Стабилизатор можно заменить резистором сопротивлением 1 — 2 кОм, который подключается на место выводов 1 и 3 (рис. 1). Сопро-тивление резистора подбирается так, чтобы напряжение на выводе 14 DD1, измеренное относительно общего провода, находилось в пределах 5 — 6 В. Однако при такой замене снизится стабильность частоты гетеродина, и по мере разряда элементов питания придется подстраивать приемник на частоту принимаемой радиостанции.
Настройка
Литература
1. О.Шипилов. Высокоэффективный преобразователь частоты на электронных ключах. — Радиомир, 2008, №5.
2. В.Т.Поляков. Радиолюбителям о технике прямого преобразования. — М.: Патриот, 1990.
0 комментариев