Начиная с этого года радиовещание в диапазоне OIRT планомерно сокращается по всей стране. Выходом из сложившейся ситуации может быть перестройка УКВ-тракта радиоприёмника, но это бывает затруднительно по разным причинам. Более простой вариант — применение конвертера, описание которого приводится ниже.
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.
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».
Источник
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.
Схема УКВ конвертер
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.
Источник
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 СКАЧАТЬ
Leave a Comment Отменить ответ
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.
Источник
