Главная » Статьи » Схемы » Трансивера. Антенны.

Высококачественный АМ тюнер

Для высококачественного приема программ радиовещательных станций большинство радиослушателей в настоящее время используют диапазон УКВ. И это не удивительно, так как именно в этом диапазоне можно получить наиболее помехоустойчивый высококачественный прием радиопередач. К сожалению, число УКВ ЧМ передатчиков пока еще невелико (во многих городах их не больше двух-трех). В то же время большое количество местных радиостанций работает в диапазоне СВ. Однако высококачественный прием их передач сопряжен со значительными трудностями. Из-за «тесноты » в эфире и связанной с этим необходимости отстройки от соседних радиостанций современные высокочувствительные приемники имеют довольно узкую полосу пропускания (согласно ГОСТу 5651—76 номинальный диапазон воспроизводимых частот даже у приемников высшего класса в положении «Местный прием» ограничен частотой 7100 Гц). К тому же современные условия приема характеризуются значительным уровнем индустриальных помех, к которым AM приемники очень чувствительны. Помехи, как известно, попадают в приемник в основном тем же путем, что и сигналы радиостанций, т. е. через антенну. Для приема в диапазонах ДВ и СВ во всех современных приемниках используется магнитная антенна с феррнтовым сердечником. Реагируя в основном на магнитную составляющую электромагнитных полей, она в значительной степени ослабляет влияние индустриальных помех, однако чувствительность приемника с такой антенной внутри железобетонного здания оказывается недостаточной для получения удовлетворительного отношения сигнал/шум даже при приеме местных станций. К тому же входной контур, образованный внутренней магнитной антенной имеет обычно высокую добротность и соответственно узкую полосу пропускания. Для улучшения приема рекомендуют подключать к приемнику наружную антенну и заземление. Однако в городской квартире выполнить эту рекомендацию затруднительно. Поэтому обычно приходится довольствоваться куском провода длиной 2.6...3 м, подвешенным над окном на высоте 2...2,5 м от пола. Из-за отсутствия заземления действующая высота такой, кстати сказать, комнатной антенны не превышает 0,2...0,3 м, и она очень чувствительна к всевозможным импульсным помехам, проникающим в нее электростатическим путем. Совершенно нечувствительна к такого рода помехам рамочная антенна, являющаяся разновидностью магнитных антенн. Она не нуждается в заземлении, и ее изготовление с действующей высотой 0,2...0,3 м не вызывает затруднений. Учитывая эти преимущества рамочной антенны, можно Рис. 1 Рис. 3 сделать вывод, что именно она способна обеспечить высококачественный прием средневолновых радиостанций в городских условиях. Эквивалентная схема рамочной антенны показана на рис. 1. Здесь е — наведенная в антенне ЭДС, L — индуктивность антенны, r — сопротивление потерь, в том числе и сопротивление излучения рамки, R — входное сопротивление приемника. C — емкость соединительного фидера. Чтобы рамочная антенна реагировала только на магнитную составляющую электромагнитного поля, ее конструкция и устройство подключения ко входу приемника должны быть строго симметричными. Длина фидера может достигать 4...5 м, поскольку приемник обычно расположен рядом со звукоусилительной системой, а антенна — снаружи здания. Для сохранения симметричности антенны между фидером и входом при- емника включен широкополосный симметрирующий трансформатор Г. Элементы эквивалентной схемы образуют колебательный контур, поэтому на резонансной частоте напряжение на входе приемника будет в Q (добротность) раз больше, чем наведенная в антенне ЭДС. Резонанс можно использовать для выравнивания усиления приемника по диапазону, для этого цепь антенны нужно настроить на его нижнюю граничную частоту (примерно на 500 кГц). Однако не только антенна определяет качество, приема: оно, безусловно, зависит и от самого приемника. Высокий уровень сигнала местных станций и эффективность рамочной антенны позволяют выполнить его по схеме прямого усиления и тем самым избавиться от такого присущего супергетеродинам недостатка, как довольно высокий уровень собственных шумов. Чтобы избежать перегрузки сильными сигналами к расширить динамический диапазон, сразу после входного трансформатора целесообразно включить управляемый аттенюатор АРУ. Постоянства ширины полосы пропускания приемника по диапазону в аппаратуре высокого класса достигают, используя индуктивно-емкостную связь (рис. 2. а). Однако, как показали испытания, на частотах ниже 1 МГц характеристика селективности таких контуров имеет двугорбую форму с провалом 3...5 дБ на частоте 520 кГц. Поэтому в описываемом далее приемнике предпочтение было отдано связи через резистор (рис. 2, б). В результате удалось получить практически постоянную (около 25 кГц) полосу пропускания во всем диапазоне СВ и близкую к оптимальной одногорбую характеристику селективности. Для снижения искажений использован улучшенный диодный детектор на двух кремниевых диодах (рис. 3, а), один из которых (VI) выполняет функции собственно детектора, в второй (V2) создает прямое смешение на этот диод, поддерживая его на пороге открывания. Обратное сопротивление такого детектора определяется обратным током кремниевого диода VI и составляет единицы мегаом. Вольтамперная характеристика детектора (кривая 3 на рис. 3, б) имеет резкий излом при нулевом напряжении. Для сравнения на этом же рисунке приведены характеристики германиевого (кривая 1) и кремниевого (кривая 2) диодов. Улучшенный диодный детектор работает практически без искажений при сигнале амплитудой 100... 150 мВ и коэффициенте модуляции 60...70%. Принципиальная схема AM тюнера для приема программ местных радиовещательных станций в диапазоне СВ приведена на рис. 4. Сигнал с рамочной антенны W1 посрупает на симметрирующий трансформатор Т1, вторичная обмотка которого нагружена на аттенюатор АРУ, состоящий из резистора R1 и полевого транзистора V1. При слабых сигналах транзистор V1 закрыт, и они проходят на вход усилителя ВЧ без ослабления. Когда же уровень сигнала увеличивается настолько, что срабатывает система АРУ. транзистор V1 открывается. Аттенюатор начинает ослаблять входной сигнал. Усилитель ВЧ выполнен по каскодной схеме на транзисторах V2, V3. Такой каскад имеет высокое выходное сопротивление, благодаря чему появилась возможность включить связанные контуры L1C7C8 и L2C10C11 непосредственно в цепь коллектора транзистора V9. Функции элемента связи выполняет здесь резистор R10 Резистор отрицательной обратной связи R5 (в эмиттерной цепи транзистора V2) повышает линейность усилителя, а резистор R9 (в коллекторной цепи транзистора V3) устраняет возможность его самовозбуждения на ВЧ. Детектор выполнен на диодах V4 и V5. Устройство на транзисторах V6—V8 и микросхеме A1 выполняет одновременно функцин усилителя звуковой частоты и усилителя постоянной составляющей для АРУ. Верхняя граничная частота полосы пропускания усилителя определяется емкостью конденсатора С/9 и составляет в данном случае около 10 кГц. Для того чтобы параметры тюнера (чувствительность, порог срабатывания и глубина АРУ) не зависели от напряжения питания (другими словами* чтобы начальное управляющее напряжение АРУ на коллекторе транзистора V8 оставалось неизменным при разряде батареи питания), применены источник тока на полевом транзисторе V7 и токовое зеркало на транзисторной сборке A1. Падение напряжения на резисторе R17 в цепи истока транзистора V7 использовано для стабилизации режима транзистора V2 и напряжения смешения диода V5. Напряжение АРУ с коллектора транзистора V8 поступает на затвор транзистора V1 через фильтр R20C15. Необходимая задержка срабатывания АРУ создается за счет разницы между номинальным выходным (—5.4 В) и напряжением отсечки транзистора V1. С целью повышения помехозащищенности питание тюнера выбрано батарейным (9 В). Основные технические характеристики устройства сохраняются при снижении напряжения питания до 6 В. Контролируют напряжение питания по индикатору PA1. Если в отсутствие сигнала его стрелка ушла с конечной отметки, то напряжение батареи ниже 6 В (о калибровке индикатора см. далее). Конструкция и детали. Все детали тюнера, кроме батареи питания и выключателя S1, размещены па монтажной плате из ге- тинакса размерами 100x160 мм (рис. 5). Монтаж выполнен на запрессованных в нее штырьках из медной проволоки диаметром 1 мм. Соединения с обратной стороны платы сделаны луженым проводом (показан штрихами) и монтажным проводом в изоляции. Для устранения возможного фона переменного тока плата помешена в металлический корпус. Источник питания соединен с платой разъемом от батарея «Крона ». В тюнере использованы катушки средневолнового входного контура от приемника «Балтика», но можно применять н любые другие, важно лишь, чтобы индуктивность их была равна 180 мкГ. Катушки неэкрани- рованы, поскольку усилитель имеет большой запас устойчивости. Все резисторы — МЛТ-0,25 с допустимым отклонением от номинальных сопротивлений не более ± 10%, конденсаторы — K53-I и КМ. Индикатором настройки может служить любой микроамперметр с током полного отклонения 50...200 мкА. Блок КПЕ — унифицированный сдвоенный с максимальной емкостью секций 495 пФ. Рис. 4 На плате он закреплен через три эластичные втулки. Симметрирующий трансформатор выполнен на кольце M2000HM1-K16X 10Х Х4,5. Его обмотки намотаны монтажным проводом внешним диаметром 0,55 мм в два провода (рис. в). Сначала на кольцо плотно наматывают 11 витков, затем, сделав из провода первичной обмотки (на рис. 6 показана штрихами) петлю длиной 50...60 мм, наматывают еше 11 витков. Петлю разрезают ровно посередине, получившиеся концы провода зачищают и припаивают к стойкам 1 и 2 монтажной платы. Один из выводов вторичной обмотки соединяют с выводом резистора R1, а другой — с общим проводом; сюда же подключают и два свободных вывода первичной обмотки. Для системы АРУ следует подобрать полевой транзистор (V1) с напряжением отсечки 4,4...4.6 В, а для усилителя (V6. V7) — полевые транзисторы с одинаковыми начальными токами стока 2...2,5 мА. Каркас рамочной антенны можно изготовить из пластмассовой трубки или деревянных реек.в форме прямоугольника, квадрата, круга и т. д. Площадь рамки и число витков зависят от индуктивности антенны, которая, в свою очередь, определяется необходимой длиной фидера. Рис.5 Например, если для фидера решено использовать двухжильный телефонный провод длиной 4 м и погонной емкостью 120 пФ/м, то индуктивность рамочной антенны должна быть около 200 мкГ, и в этом случае при площади рамки 1 м2 она должна содержать 7 — 8 витков. Вообще же, площадь рамки и число витков — величины произвольные. Так, если сигнал в месте приема очень велик, можно пойти на уменьшение площади рамки и увеличение числа витков, а если мал, наоборот, на увеличение площади рамки и уменьшение числа витков. По площади рамки и числу витков расчетным путем можно определить индуктивность антенны. Однако проще это сделать так. Ко вторичной обмотке симметрирующего трансформатора подключить любой КПЕ с максимальной емкостью 300...500 пФ. а вход приемника с помощью фидера соединить с готовой рамочной антенной. Настроив приемник, на радиостанцию «Маяк» (549 кГц), дополнительным конденсатором следует добиться резонанса в цепи рамочной антенны. Рис. 6 Если резонанс наступит при малой емкости этого конденсатора, то индуктивность рамки достаточна. При емкости более 150 пФ число витков рамочной антенны следует увеличить. Об оптимальности площади рамки можно судить по отклонению стрелки индикатора настройки при приеме местных станций. Если стрелка прибора не выходит за пределы половины шкалы, то площадь рамки выбрана правильно. Для оптимальной ориентации рамки удобно воспользоваться транзисторным приемником с магнитной антенной. Определив с его помощью направление наилучшего приема, плоскость рамочной антенны ориентируют таким образом, чтобы она совпала с плоскостью витков входного контура на ферритовом стержне. В деревянном доме антенну можно укрепить непосредственно на стене, а в железобетонном — на кронштейне, удаленном от окна на 0,5...1 м. Налаживание тюнера начинают с проверки режимов транзисторов по постоянному току. При использовании элементов с номиналами, указанными на схеме, все они устанавливаются автоматически. Исключение составляет напряжение на коллекторе транзистора V8, которое устанавливают подбором резистора R16. После этого подбором резистора R19 добиваются отклонения стрелки индикатора РА1 до конечной отметки шкалы и, подключив к приемнику антенну, переходят к сопряжению настроек контуров L1C7C8 и L2C10C11. Проще всего это сделать по сигналам местных станций. Поскольку общая резонансная характеристика имеет одногорбую форму, о сопряжении можно судить по максимальному отклонению стрелки индикатора влево. В заключение проверяют правильность установки рамочной антенны. Желательно, чтобы при приеме всех местных станций стрелка индикатора находилась в левой половине шкалы. Действие АРУ проверяют, прикасаясь пальцем к затвору полевого транзистора V1 Если АРУ действует и полевой транзистор открыт, должен появиться фон переменного тока, вызванный модуляцией принимаемого сигнала в аттенюаторе АРУ. В вечерние телевизионные часы «пик» можно проверить симметричность рамочной антенны и ее подключения к приемнику. Если все сделано правильно, прикосновение к входным выводам антенны должно резко увеличивать уровень помех, причем в равной степени для обоих выводов.
1 2 3 4 5 Категория: Трансивера. Антенны. \| Добавил: admin (05.05.2012)
Просмотров: 4012 \| Комментарии: 2 \| Рейтинг: 5.0/1