Поднять диапазон принимаемых частот фм приемника. Укв-приемник с расширенным диапазоном

Редкие люди задумываются, слыша объявление про радио FM, что означает словосочетание. По принятым соглашениям термин FM подразумевает вещание на несущей частоте, укладывающейся в отрезок от 87,5 до 108 МГц, с ЧМ-модуляцией. Но этим не исчерпывается многообразие методов передачи развлекательных программ. Цифровые радиоприемники с расширенным диапазоном призваны восполнить пробел.

Чаще прочего речь идет об увеличенных границах УКВ. Большинство изделий ведут прием на частотах от 64 до 108 МГц, избранные модели, к примеру, Mason R411, простирают длань до отметки 233 МГц. Столь широкие рамки охватывают вещание развлекательных радиостанций, полностью покрывают стандартные значения, принятые в авиации для переговоров.

Упомянем, что в пределах стран Содружества описанные возможности оборудования едва ли пригодятся - передачи не ведутся выше 137 МГц, - но на территории прочих государств опция окажется весьма кстати.

Происхождение терминов FM и AM

Любая страна обладает собственными стандартами вещания. FM считается принятым в западных странах названием диапазонов УКВ-2 и УКВ-3. Под AM понимаются длинные волны (ДВ), на долю SW1-SW11 приходятся все коротковолновые диапазоны (КВ).

Термин FM происходит от английского обозначения типа модуляции, именуемой частотной. Информация закладывается в девиацию - отклонение частоты от значения несущей. В противовес этому АМ подразумевает изменение другого параметра электромагнитной волны - амплитуды.

Обобщая, скажем, что в верхней области диапазона УКВ используется модуляция FM (ЧМ), а в КВ, СВ и ДВ - АМ. Таково происхождение их англоязычных названий. Чтобы отличить СВ и ДВ от КВ, последние именуются SW.

Осталось добавить, что SW подразделяется на 11 поддиапазонов, ниже FM располагается область, обозначаемая OIRT (УКВ и УКВ-1), названная в честь способа модуляции - полярного.

Главные принципы расширения принимаемого диапазона

Всеволновый цифровой радиоприемник работает с большинством вещающих станций. Указанное качество обеспечивается рядом специальных мер.

К уже сказанному добавим, что от частоты принимаемой волны зависит конструкция антенны. Для КВ (3-30 МГц) оптимально подойдет использование ферритовых стержневых разновидностей, для УКВ уместнее телескопическая конструкция.

Портативные радиостанции

Преселектор приемника настраивается на несущую изменением значения емкости, реже индуктивности, входного фильтра. Естественно, перекрыть весь спектр единственному резонансному контуру не под силу, для решения затруднения пригодится ручка переключения диапазонов. Она перебрасывает входной сигнал антенны между контурами с разнообразными областями действия.

Чтобы лучше понять описанное, составим представление о полосовом фильтре. Отмечается две главные характеристики:

Резонансную частоту.
Полосу пропускания.

Действие фильтра подобно воротам, через которые может пройти исключительно нужная часть сигнала, и ворота способны двигаться в разные стороны, пропуская к выходу станции по очереди. Ручкой плавной настройки и регулируется перемещение.

Долгое время ведется борьба за уменьшение размеров и стоимости аппаратуры, но как расширить диапазон радиоприемника без жертв — неясно и поныне. Общепринятой считается технология переброса полученного сигнала между фильтрами.

Ширина полосы пропускания такого фильтра равняется ширине спектра полезного сигнала, излучаемого радиостанцией, а резонансная частота - центр ворот - настраивается на несущую. При точном соблюдении указанных условий качество приема наилучшее.

Продолжая аналогию, скажем, что станции AM и FM расположены слишком «далеко» друг от друга, поэтому устройство, регулирующее положение ворот, туда «не дотягивается». Резонансные контуры электрической схемы действуют схожим образом. Переключение диапазонов позволяет другому контуру «дотянуться» до станции, которую не достает текущий.

Одновременно происходит смена типа приемной антенны. Подобным образом достигается расширенный функционал.

Совмещенными антеннами и доработкой входных фильтров дело не ограничивается - каждый диапазон использует собственный тип модуляции сигнала. Электрическая схема, выделяющая звук из колебаний волн, для конкретного случая разная.

Модуляцией называется изменение параметра несущей по закону, описывающему передаваемое сообщение. На приемной стороне происходит обратное действие - детектирование. Преимущественно используют типы модуляции при радиовещании:

амплитудная;
частотная.

В первом случае изменению подвергается амплитуда несущей, во-втором - частота. Особенности распространения волн в эфире и функционирования электронных компонентов из соображения результативности заставляют применять известные виды модуляции.

Описанными вариантами все многообразие технических решений не ограничивается, разделяют термины однополосная и полярная модуляция. Потребность в усложнённых методах появляется при необходимости передать стереозвук по каналу обычной ширины, для экономии энергии передатчика, снижения уровня вредных для здоровья человека факторов.

Радиоприемник цифровой с УКВ диапазоном для работы с КВ обязан предусматривать переключение типа детектора с частотного (FM) на амплитудный (AM).

Технически в этом нет сложностей. Чтобы принимать все радиостанции, полагается:

Иметь ряд антенн и входных фильтров для разных частот.
Включить в схему детекторы для разных типов модуляции.
Выполнять переключение между указанными элементами надлежащим образом.

Радиоприемное оборудование Грюндик

Использование нескольких антенн и описанная выше доработка электронной начинки позволяют принимать волны расширенного диапазона. Вот как данный принцип реализуют радиоприёмники цифровые Грюндиг (Satellit 750) для профессионального использования:

цифровой тюнер покрывает все возможные диапазоны вещания и переговоров на разрешенных частотах;
100 предварительно настроенных каналов обеспечивают мгновенный выбор нужной станции;
ударопрочный корпус, позаимствованный у измерительных приборов, с защитными ручками надежно предохраняет устройство от повреждений;
возможность работы с пилот-сигналом и однополосной модуляцией реализована для профессионального использования;
сигнальные цифровые процессоры обеспечивают максимальную чувствительность при минимальном уровне искажений;
выносная антенна с возможностью разворота на 360 градусов устанавливается в месте наилучшего приема;
дополнительное увеличение чувствительности достигается снижением сопротивления на позолоченном разъеме внешней антенны.

Более скромный карманный радиоприемник цифровой G6 Aviator отличается от описанной модели малыми размерами, отсутствием противоударного корпуса и выносной антенны, меньшей чувствительностью. Впрочем, устройство располагается в верхнем сегменте бытовых компактных изделий. Чтобы не нажать случайно лишнюю клавишу, присутствует кнопка блокировки HOLD.

Цифровые радиоприёмники Грюндиг оснащаются цифровыми клавишами для набора частоты с клавиатуры, линейными выходами для колонок и наушников, а также несколькими антеннами для уверенного приема во всех диапазонах. Вся продукция нацелена на качественный прием радиопередач и не является развлекательным оборудованием.

Применяемость устройств с расширенным диапазоном

Из вышесказанного становится ясно, что цифровые радиоприемники с расширенным диапазоном находят ограниченное применение. Объяснение простое: большинство популярных станций располагается в FM диапазоне.

Однако длинные волны на больших расстояниях ловятся лучше, особенно в непогоду, находится спрос и на всеволновые цифровые радиоприемники. Туристы, жители удаленных поселков, рабочие строящихся объектов - указанные люди заинтересованы в работе станций диапазона КВ и более низких частот.

1. ОПРЕДЕЛЯЕМ, КАК БУДЕМ ПЕРЕСТРАИВАТЬ ПРИЕМНИК.

Итак, соблюдая разумную осторожность вскрываем аппарат. Смотрим, к чему подключена ручка настройки частоты. Это может быть вариометр (металлическая, в несколько сантиметров штуковина, обычно их две или одна двойная, с продольными отверстиями, в которые вдвигаются или выдвигаются пара сердечников.) Этот вариант часто применялся раньше. Пока я не буду писать о нем.() И это может быть - пластмассовый кубик размером несколько сантиметров (2...3). В нем живет несколько конденсаторов, которые меняют свою емкость по нашей прихоти. (Существует еще метод настройки варикапами. При этом регулятор настройки очень похож на регулятор громкости. Мне такой вариант не встречался).

2. НАЙДЕМ ГЕТЕРОДИННУЮ КАТУШКУ И ПОДКЛЮЧЕННЫЕ К НЕЙ КОНДЕНСАТОРЫ.

Итак, у Вас КПЕ! Действуем дальше. Ищем вокруг него медные катушки (желтые, коричневые спирали из нескольких витков. Обычно они бывают не ровные, а наперекосяк смятые и поваленные. И это правильно, так их настраивают.). Мы можем увидеть одну, две, три и более катушек. Не пугайтесь. Все очень просто. Включаем ваш аппарат в разобранном виде (не забудем подключить антенну подлиннее) и настраиваем его на любую радиостанцию (лучше не на самую громкую). После этого потрогаем металлической отверткой или просто пальцем (контакт необязателен, просто проведите чем-нибудь рядом с катушкой. Реакция приемника будет разной. Сигнал может стать громче или может появиться помеха, но катушка, которую мы ищем даст самый сильный эффект. Перед нами проскочит сразу несколько станций и прием будет полностью нарушен. Значит вот она какая ГЕТЕРОДИННАЯ катушка. Частоту гетеродина определяет контур, состоящий из этой самой катушки и включенных параллельно ей конденсаторов. Их несколько - один из них находится в КПЕ и заведует перестройкой частоты (мы ловим с его помощью разные станции), второй тоже находится в кубике КПЕ, вернее на его поверхности. Два или четыре небольших винтика на задней поверхности КПЕ (обычно она обращена к нам) это два или четыре подстроечных конденсатора. Один из них используется для подстройки гетеродина. Обычно эти конденсаторы состоят из двух пластин, наезжающих друг на друга при вращении винтика. Когда верхняя пластина находится точно над нижней, то емкость максимальна . Потрогайте эти винтики отверткой. Сместите их туда-сюда на несколько (как можно меньше) градусов. Можете маркером пометить их начальное положение, чтобы застраховаться от неприятностей. Какой из них влияет на настройку? Нашли? Он и понадобится нам в ближайшем будущем.

3. ЕЩЕ РАЗ ОПРЕДЕЛИМСЯ, КУДА ПЕРЕСТРАИВАЕМСЯ И ДЕЙСТВУЕМ.

Какой диапазон есть в Вашем приемнике и какой нужен. Понижаем частоту или повышаем? Чтобы понизить частоту достаточно добавить 1...2 витка к гетеродинной катушке. Как правило она содержит 5...10 витков. Возьмите кусочек голого луженого провода (например вывод от какого-нибудь длинноногого элемента) и поставьте небольшой протез. После такого наращивания катушку надо подстроить. Включаем приемник и ловим какую-нибудь станцию. Нет станций? Чепуха, возьмем антенну подлиннее и покрутим настройку. Вот, что-то поймалось. Что это. Придется подождать, когда скажут или взять другой приемник и поймать то же самое. Смотрите, как расположилась эта станция. На том ли конце диапазона. Нужно сдвинуть еще ниже? Легко. Сдвинем плотнее витки катушки. Снова поймаем эту станцию. Теперь хорошо? Только ловит плохо (антенна нужна длинная). Правильно. Теперь найдем антенную катушку. Она где-то рядом. К ней обязательно подходят провода от КПЕ. Попробуем включив приемник вставить в неее или просто поднести к ней какой-нибудь ферритовый сердечник (можно взять дроссель ДМ, сняв с него обмотку). Громкость приема увеличилась? Точно, это она. Для снижения частоты необходимо нарастить катушку на 2...3 витка. Кусочек жесткого медного провода подойдет. Можно просто заменить прежние катушки на новые, содержащие на 20% больше витков. Витки этих катушек не должны лежать плотно. Изменяя растяжение катушки и искривляя ее мы меняем индуктивность. Чем плотнее намотана катушка и чем больше в ней витков, тем выше ее индуктивность и ниже будет рабочий диапазон. Не забывайте, что реальная индуктивность контура выше индуктивности отдельно взятой катушки, так как она суммируется с индуктивностью проводников, которые составляют контур.

Для наилучшего приема радиосигнала наобходимо, чтобы разница в резонансных частотах гетеродинного и антенного контуров составляла 10,7 МГц - это частота фильтра промежуточной частоты. Это называется правильным сопряжением входного и гетеродинного контуров. Как его обеспечить? Читаем дальше.

НАСТРОЙКА (СОПРЯЖЕНИЕ) ВХОДНОГО И ГЕТЕРОДИННОГО КОНТУРОВ.

РИС.1. Высокочастотная часть платы УКВ-FM радиоприемника. Хорошо видно, что подстроечный конденсатор входного контура (CA-P) установлен в положение минимальной емкости (в отличие от гетеродинного подстроечного конденсатора CG-P). Точность установки роторов подстроечных конденсаторов 10 градусов.

Катушка гетеродина (LG) имеет большую прореху в намотке, которая снижает ее индуктивность. Эта прореха появилась в процессе настройки.

В верхней части фотографии видна еще одна катушка. Это входной антенный контур. Он широкополосный и не перестраивается. Телескопическая антенна подключена именно к этому контуру (через переходный конденсатор). Назначение этого контура - снять грубые помехи на частотах значительно ниже рабочих.

И ЕЩЕ ОДНО ДЕЙСТВИЕ, РАЗ УЖ МЫ УЖЕ ЗДЕСЬ.

Настройтесь на вашу любимую станцию, затем укоротите антенну до минимума, когда уже появляются помехи и подстройте фильтр ПЧ, который вы глядит как металлический квадратик с сиреневым кружком (в средней левой части фото). Точная настройка этого контура очень важна для чистого и громкого приема. Точность установки шлица 10 градусов.

В данной статье приводится описание простого и экономичного приемника, позволяющего принимать широкополосные и узкополосные ЧМ-станции в диапазоне 30…130 МГц. Данный приемник полезен тем, кто занимается ремонтом и сборкой радиотелефонов. В была опубликована статья о простом радиотелефоне, работающем в диапазоне 65…108 МГц. Выбор этого диапазона обусловлен простотой настройки радиотелефона с помощью заводских приемников. Но при желании можно настроить этот радиотелефон вне этого диапазона, так как микросхема TDA7021 сохраняет свою работоспособность в диапазоне частот 30…130 МГц, а в этом и поможет предлагаемый УКВ-приемник. Схема отличается высокой чувствительностью, простотой и хорошими характеристиками, не содержит дефицитных деталей, проста в изготовлении и наладке.

Принцип работы и настройка УКВ -приемника

Основу приемника (рис. 1) составляет микросхема DA1TDA7021, которая представляет собой супергетеродин с одним преобразованием частоты и низким значением промежуточной частоты (ПЧ). Эта микросхема содержит в своем составе УВЧ, смеситель, гетеродин, УПЧ, усилитель-ограничитель, ЧМ-детектор, систему БШН и буферный усилитель 34.

Сигнал с антенны, в качестве кото-

Технические характеристики

Диапазон принимаемых частот, МГц………………………….. 30…130

1 поддиапазон, МГц…………………………………………….. 30…50

2 поддиапазон, МГц…………………………………………….. 50…70

3 поддиапазон, МГц……………………………………………… 70…90

4 поддиапазон, МГц…………………………………………… 90…110

5 поддиапазон, МГц…………………………………………. 110…130

6 поддиапазон, МГц…………………………………………. 130…150

7 поддиапазон, МГц…………………………………………. 150…170

Чувствительность, мкВ……………………………………………………. 1

Потребляемый ток, мА…………………………………………………… 12

Напряжение питания, В………………………………………………. 3…6

Выходная мощность, Вт………………………………………………… 0,1

Сопротивление нагрузки, Ом……………………………………. 16…64

рой служит провод от головных телефонов, поступает через конденсатор С12 на внешний УВЧ, выполненный на транзисторе VT1 КТ368. Усиленный сигнал высокой частоты и сигнал гетеродина, частотозадающим контуром которого являются катушки индуктивностей L1 …L5 и конденсатор С2, поступают на внутренний смеситель микросхемы. Сигнал ПЧ (около 70 кГц) с выхода смесителя выделяется полосовыми фильтрами, элементами коррекции которых являются конденсаторы С4, С5, и поступает на вход усилителя-ограничителя. Усиленный и ограниченный сигнал ПЧ поступает на ЧМ-детектор. Демодулированный сигнал, пройдя через фильтр НЧ-коррекции, внешним элементом которого является конденсатор С1, поступает на устройство бесшумной настройки (БШН). Подключение резистора R1 способствует увеличению чувствительности приемника за счет отключения устройства БШН. С выхода отключенного устройства БШН сигнал низкой частоты поступает на буферный усилитель. Подключение блокировочного конденсатора С7 способствует увеличению выходного напряжения НЧ и более устойчивой работе буферного усилителя. Сигнал низкой частоты с выхода буферного усилителя поступает через конденсатор С6 и регулятор громкости R2 на вход усилителя мощности низкой частоты на микросхеме DA2 TDA7050. Дроссели L6, L7 служат для развязывания высокочастотного и низкочастотного сигналов при использовании наушников.

Настраивают приемник на радиостанцию изменением резонансной частоты контура гетеродина. Коммутация диапазонов осуществляется переключателем SA1, который подключает к гетеродину микросхемы DA1 TDA7021 одну из пяти катушек индуктивности. Настройка в каждом диапазоне выполняется переменным конденсатором С2. Катушки индуктивности L1 …L5 определяют установку требуемого перекрытия соответствующего диапазона. Желаемую громкость приемника выбирают переменным резистором R2. На этом настройка приемника закончена.

Микросхему TDA7021 можно заменить на ее отечественный аналог К174ХА34. Но следует заметить, что не все отечественные аналоги могут работать в расширенном диапазоне. Вместо микросхемы TDA7050 подойдет любой низковольтный операционный усилитель, но с соответствующей схемой включения. Транзистор КТ368 можно заменить на любой малошумящий ВЧ-транзистор с граничной частотой не менее 600 МГц. Максимальная емкость переменного конденсатора С2 не должна превышать 25 пФ. При большой емкости последовательно с этим конденсатором следует включить дополнительный "растягивающий" конденсатор, уменьшающий суммарную емкость до указанных пределов. Дроссели L6, L7 используются любые индуктивностью 20 мкГн.

Работоспособность микросхемы TDA7021 не ограничена диапазоном 30…130 МГц. Эксперименты с этой микросхемой показали, что она может устойчиво работать в диапазоне частот 30…170 МГц. Это открывает еще большие возможности приемника . Получение такого широкого диапазона возможно благодаря хорошему запасу по возбуждению гетеродина на микросхеме TDA7021.

Втаблице (см. ниже) приведены данные катушек на диапазон 30…170 МГц. Весь диапазон разбит на семь поддиапазонов. Пять поддиапазонов оставлены прежними, добавлены только два. Поскольку катушки L* и L** не

Данные катушек на диапазон 30… 170 МГц

Обозначение

Диапазон, МГц

Данные катушек

10 витков ПЭВ 0,6 мм 0 5 мм с латунным подстроечником

8 витков ПЭВ 0,6 мм 0 5 мм с латунным подстроечником

6 витков ПЭВ 0,6 мм 0 5 мм с латунным подстроечником

4 витков ПЭВ 0,6 мм 0 5 мм с латунным подстроечником

2 витков ПЭВ 0,6 мм 0 5 мм с латунным подстроечником

3 витка ПЭВ 0,8 мм 0 5 мм

2 витка ПЭВ 0,8 мм 0 5 мм

Количество витков катушек указано ориентировочно, так как индуктивность их зависит от многих факторов, поэтому подбора витков не избежать. Подстроечник для контуров можно использовать латунный или ферри- товый. При желании можно включить систему бесшумной настройки (БШН), заменив резистор R1 сопротивлением 10 кОм на конденсатор емкостью 0,1 мкФ, но при этом чувствительность приемника ухудшится примерно в полтора раза. В стационарных условиях лучше использовать телескопическую антенну длиной до 1 метра вместо провода головных телефонов, при этом дроссели L6 и L7 нужно исключить.

Доработанный приемник позволяет принимать сигналы домашних радиотелефонов, вещательных УКВ ЧМ-радиостанций, авиационных служб, радиолюбительских станций, радиотелефонов увеличенного радиуса действия типа "SONY", "NOKIA" и др. Таким образом, приемник обладает широким спектром возможностей, которые могут удовлетворить большинство радиолюбителей, работающих в УКВ-диапазоне.

Литература

1. Шумилов А. Простой радиотелефон // Радиолюбитель. 2001. №7.Технология изготовления параболических антенн для Спутникового ТВ

Заинтересовавшись приемом СТВ, радиолюбители, как правило, приобретают для этого готовый комплект аппаратуры. В него обычно входит параболическая антенна (ПА) небольшого диаметра (0,9…1,2 м). Одним из первых шагов модернизации системы является…….

ДЕМОДУЛЯТОР AM НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ Рис.12.1 Демодулятор на полевом транзисторе, собранный по приведенной схеме, работает на частоте по меньшей мере до 100 МГц. Демодуляция в этой схеме осуществляется не так,…….

ФИЛЬТР НИЖНИХ ЧАСТОТ ДЛЯ АНТЕННЫ М. Steyer, Funkamateur, Berlin, No. 7/97, p. 820-823 В устройстве используется двойной операционный усилитель с шириной полосы пропускания 160 МГц. Делитель 143/60,4 Ом уменьшает…….

КОМПАРАТОР ФАЗА/ЧАСТОТА НА ТРЕХ ТРИГГЕРАХ L’Electronique par le Schema, Dunod, vol. 3, p. 177 Рис. 8.1 В данном устройстве используется первый триггер (А) одного из че- тырехкаскадных делителей микросхемы CD4520…….