Классическая схема радиоприемника, выполнена по схеме с двойным преобразованием частоты авиа-диапазона, сочетает в себе хорошие характеристики и простую конструкцию — и все это на доступной элементной базе.
Общая блок-схема приемника показана на рисунке.
РЧ-сигнал, принимаемый штыревой антенной (длина около 60 см), сначала фильтруется. Затем следует усилитель порядка 20 дБ и фильтр с полосой пропускания 100–140 МГц. Основная функция этого фильтра — удерживать сигналы на частотах изображения вдали от входа РЧ-усилителя.
В первом смесителе усиленный и отфильтрованный сигнал антенны смешивается с выходным сигналом ГУН (генератора, управляемого напряжением). ГУН имеет частотный диапазон от 63 МГц до 91 МГц и используется для настройки приемника. Разностный сигнал, возникающий в результате смешивания сигналов RF и VCO, имеет фиксированную частоту 45 МГц.
Используя фильтр 45 МГц, первая ПЧ освобождается от любых побочных компонентов. Первая ПЧ затем усиливается перед подачей на второй смеситель, где он смешивается с сигналом 44,545 МГц фиксированного генератора.
В результате получаем разностный сигнал 455кГц который фильтруется и затем усиливается. Далее идет АМ детектор. Полоса пропускания фильтра 455кГц определяет общую селективность приемника. За детектором показан сигнал, который проходит через буфер к каскадам усиления до и после второго смесителя. Это схема автоматической регулировки усиления (AGC), которая служит для снижения общего усиления приемника при получении очень сильных сигналов.
AGC выравнивает большие колебания уровня сигнала и, таким образом, предотвращает необходимость перенастраивать громкость каждый раз, когда вы настраиваетесь на другой сигнал. Как показано пунктирной линей на блок-схеме, второй смеситель, генератор 44,545 МГц, два регулируемых усилителя и АРУ содержатся в одной микросхеме.
Несомненно, это поможет сделать конструкцию приемника намного проще, чем с дискретными компонентами. За детектором AM мы видим простой фильтр нижних частот, за которым следует небольшой усилитель мощности звука и, конечно, обычный громкоговоритель.
Принципиальная классическая схема радиоприемника с приемом авиа-диапазона приведена на рисунке.
Давайте посмотрим, как озвученные выше функции получают свою практическую реализацию. Сигнал антенны поступает на L1, состоящим из L8-C43-C44, добавленным для подавления нежелательных сигналов. РЧ-усилитель T1 является биполярным транзистором типа BFR91. Это устройство обеспечивает достаточное усиление при приемлемом коэффициенте шума.
Полоса пропускания 100–140 МГц представляет собой 3-полюсный фильтр Баттерворта, состоящий из L2-L3-L4-C5-C6-C7. Эта цепь, которой помогает «грубый» фильтр на входе, обеспечивает подавление на 50 дБ. В первом смесителе используется хорошо известная микросхема NE612, которая получает сигнал VCO на выводе 6 через конденсатор связи C12.
VCO построен на транзисторе T3, BFR91 в модифицированной конфигурации генератора Колпитса, которая является классической схемой в технологии RF и известной своей хорошей стабильностью. Резонансный контур генератора настраивается двумя варикапами, D3 и D4. Регулирующее напряжение можно регулировать в диапазоне от 0,5 до 6 В с помощью потенциометров P2 (грубая настройка) и P3 (точная настройка).
Цепь R28-D8 действует как дополнительный стабилизатор напряжения настройки и помогает нейтрализовать дрейф частоты VCO, приводящий к расстройке приемника. Выходной сигнал ГУН можно подключить к цифровой шкале для контроля частоты настройки через буферный каскад на транзисторе Т4.
Если вы не планируете использовать такое расширение, вы можете не устанавливать T4, C39, R22 и R23 при монтаже схемы на печатной плате. Фильтр на выходе первого смесителя представляет собой керамический с частотой 45 МГц с номинальной полосой пропускания 15 кГц. Все эти функции (предусилитель, смеситель, генератор, усилитель ПЧ и АРУ) содержатся в микросхеме TCA440, которая (практически) и есть радиоприемник.
Конечно, для этого нужны некоторые внешние компоненты необходимые для работы. Из более или менее стандартных компонентов TCA440 (в основном резисторы и конденсаторы) наиболее важными, без сомнения, являются кварц 44,454 МГц, комбинация X1, LC L5-C17 для внутреннего генератора и полосовой фильтр 455 кГц, состоящий из трансформатора. Tr1 и керамического фильтра FL2. Далее на выходе схемы мы имеем простой диодный детектор D2 для демодуляции AM, фильтр нижних частот R10-R11-C25-C26 и, наконец, усилитель звука LM386, IC3.
Классическая схема радиоприемника была разработана для работы от напряжения питания 9 В. Напряжение питания напрямую питает усилитель звука IC3, а также регулятор напряжения IC4, который подает стабилизированную 6-вольтовое (фактически 6,45 В) напряжение для остальной части схемы приемника. Как уже упоминалось, керамический фильтр FL2 определяет селективность приемника. Доступны две опции: фильтр с полосой пропускания 6 кГц (SFR455H или CFW455H) или 15 кГц (SFR455E или CFW455E).
Хотя вы, возможно, захотите сразу же добиться максимальной селективности, мы бы посоветовали использовать версию с частотой 15 кГц. Кроме того, настройка приемника намного сложнее при использовании фильтра 6 кГц. Несмотря на использование многооборотного потенциометра для P2, вы можете легко пропустить при настройке станции.
На рисунке показана печатная плата и схема монтажа компонентов классическая схема радиоприемника.
Светодиодные индикаторы D5 и D7 должны быть установлены так, чтобы их было видно снаружи. В большинстве случаев для этого потребуется подключить их к плате через гибкие провода. Металлический корпус кварца X1 должен быть припаян к земле с помощью короткого куска провода.
После установки всех компонентов на плату рекомендуется использовать мультиметр для проверки правильности показаний в указанной точках измерения. Если они (приблизительно) соответствуют, вы можете с уверенностью предположить, что в схеме нет ошибок.
Имея небольшие размеры, печатная плата должна помещаться в достаточно компактном корпусе вместе с динамиком приемника и батареями. Прототип был собран в алюминиевый корпусе. На рисунке в начале статьи показан вид приемника-прототипа. Антенна, которая использовалась для экспериментов, была обычной телескопической. В качестве альтернативы, можно использовать кусок проволоки длиной около 60 см.