КВ-приемник "KARLSON 3"

Приёмник представляет собой супергетеродин с двойным преобразованием частоты.

Особенности схемы:

      -     количество диапазонов –  11;

-индикатор грозы (атмосферной статики);

-широкополосные диапазонные входные фильтры;

-кольцевой диодный высокоуровневый смеситель;

-синтезатор сетки частот (PLL);

-трёх входовая цифровая шкала индикации частоты входного сигнала c ЦАПЧ;

-система диапазонной электронной (диодной) коммутации;

-радиочастотные широкополосные регулируемые усилители на двух затворных полевых транзисторах;

-трёх полосный фильтр ПЧ I;

-высокая частота ПЧ II обеспечивающая избирательность по побочным каналам;

-кварцевый фильтр (ФОС) на основе резонаторов PAL;

-интегральный тракт ГПД, ОГ усиления и детектирования ПЧ II;

-высоко скоростная АРУ по ПЧ;

-стрелочный S-метр;

-комбинированное усиление НЧ.

 

Блок-схема приёмника представлена на листе #1. 

Схемотехника устройства лист #2 и #3.

 
УВЕЛИЧИТЬ
Блок-схема приемника

 Сигнал из антенны Рис.1, минует индикатор грозы на неоновой лампе и вакуумный грозоразрядник cнапряжением пробоя 120 В (от тел. аппарата) и через отключаемый аттенюатор (АТТ) -18 дБ (2 балла шкалы S) поступает на группу переключаемых диапазонных полосовых фильтров (ДПФ). В зависимости от ширины любительского диапазона и частоты настройки применяются различные типы ДПФ. На 10-метровом диапазоне, во всех трёх частотных 500 килогерцовых секторах, используется один общий фильтр вида А.

 

В качестве диодных ключей работают диоды КД409, хорошо зарекомендовавшие себя в селекторах каналов телевизионных приёмников. В сравнении с электронными ключами на обычных кремниевых диодах здесь не требуется подача обратного запирающего напряжения. Разумеется, замена КД409 на p-i-nдиоды приветствуется.

 

Далее, отфильтрованный подиапазонно сигнал поступает на усилитель высокой частоты (УВЧ) собранный на двух затворном полевом транзисторе КП327. Основное его назначение – малошумящий усилитель с управляемым  усилением от системы автоматической регулировки усиления (АРУ). Диод установленный в истоке создаёт фиксированное смещение на 1-ом затворе, обеспечивая тем самым стабильную регулировочную в.а. характеристику при управлении усилением по 2-ому затвору. Входное сопротивление такого каскада скорректировано на согласование с ДПФ.

 

Смеситель (СМ) кольцевой. Включение последовательно по два диода в каждом плече позволяет усреднить в.а. характеристики плеч и отказаться от балансировочного резистора, вносящего потери при преобразовании. Для такой гирлянды диодов требуется повышенная амплитуда (мощность) от генератора в пределах 3-4В эфф.

 

Для перекрытия всех диапазонов методом интерполяции здесь не требуется применение дефицитных диапазонных кварцевых резонаторов. Это достигается использованием синтезатора сетки частот на основе фазовой автоподстройки (PLL).

Кварцевый генератор (КГ) собранный на логике К561ЛА7 и её фазоинверторы создают на входе импульсного фазового детектора (ФД) сетку частот (гармоник) с интервалом в 500кГц применённого кварцевого резонатора.

Одновременно, на вход ФД поступает сигнал высокой частоты (ВЧ) от генератора управляемого напряжением (ГУН). В результате сравнения периода сигналов ГУН и гармоники кварцевого генератора (КГ) на выходе ФД присутствует напряжение постоянного тока различной полярности в зависимости от знака ухода частоты ГУН. Это напряжение поступает на варикапную матрицу управления автоподстройки частоты, суммируясь или вычитаясь с опорным напряжением постоянного тока на делителе из резисторов.

Таким образом, подключая диодным коммутатором диапазонные конденсаторы параллельно катушке индуктивности ГУН, обеспечивается вход в 500-килогерцовую зону каждого диапазона для фиксированной частоты с автоподстройкой согласно Таблицы 1.

Интересно отметить, что кроме 11 любительских диапазонов, применение синтезатора сетки частот с другими фиксированными частотами позволяет создавать другие сектора приёма. Так, например, 27 МГц, радиовещательный 31-метровый и т.д.

Важно здесь то, что в интервале сетки частот от 8 до 23 МГц – работает всего одна катушка индуктивности ГУН. Для других частот выше или ниже потребуется подключение других индуктивностей.

Для обеспечения стабильной амплитуды по диапазонам на выходе синтезатора применяется система автоматического регулирования уровня (Ару). Принцип её работы основан на формировании напряжения управления на 2-ом затворе КП327, при фиксированном напряжении двумя диодами 1В на сумматоре и, отрицательной полярности её величины пропорциональной ВЧ уровню на выходе синтезатора.

С отдельного выхода, через истоковый повторитель развязки на КП303, ВЧ сигнал также поступает на первый вход счётчика цифровой шкалы (ЦШ). Синтезатор частоты следует экранировать, а его питание необходимо ввести через проходные конденсаторы.

 

С выхода кольцевого смесителя (СМ) спектр преобразованного сигнала поступает на регулируемый, малошумящий усилитель первой (переменной) промежуточной частоты (УПЧ I) компенсирующий потери сигнала в пассивном смесителе СМ. Установка после диодного смесителя схемы диплексера - не обязательна по причинам низкого значения

ПЧ Iи её широкой полосы охвата.

 

Нагрузкой УПЧ I является широкополосный трансформатор (ШПТ) и трёх полосный не перестраиваемый полосовой фильтр с полосой пропускания 500 кГц. Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) работы такого фильтра изображена на Рис.2. Резонансное перекрытие полос пропускания двух(!) соседних амплитудных характеристик суммируется и компенсирует провалы амплитуд от разноса частот контуров последовательного резонанса. Участие третьего резонанса, относительно первого, всегда в противофазе. Таким образом, второй (средний) контур с резонансной частотой 6,25 МГц является основным симметричным передаточным звеном в середине полосы пропускания.

УВЕЛИЧИТЬ

В схеме фазового детектора PLL имеются ошибки. Вместо емкости в 33 пф должна быть 0,033 мкф и диоды VD4 и VD7 надо включить в обратной полярности. Правильная схема приведена ниже.

Далее, спектр сигнала ПЧ I с полосой 6,0-6,5 МГц подаётся на интегральную микросхему MC3362 осуществляющую преобразование этой частоты в ПЧ II  равной 8867 кГц Рис.3. Это значение частоты продиктовано применением широко доступных кварцевых резонаторов PAL в конструкции фильтра основной селекции (ФОС). При этом частота перестройки генератора плавного диапазона (ГПД) должна соответствовать 

2367-2867 кГц., как арифметическая разница ПЧ II – ПЧ I.  Это значение генерации достаточно устойчиво для температурной и механической стабильности ГПД.

При отсутствии резонаторов PAL возможно использование других 7 шт. кварцев на одну частоту в интервале частот их резонанса 8,5…9,5 МГц., при соответствующем изменении диапазона перестройки ГПД.

Очень важным преимуществом столь высокой ПЧ II, по сравнению с классическим вариантом 500 кГц, является гарантированный уход от побочных паразитных каналов приёма, что в свою очередь не предъявляет жёсткие требования к характеристикам предыдущих LC фильтров.

Перестройка частоты ГПД – электронная с помощью многооборотного резистора.

Резонанс кварцевого резонатора опорного гетеродина (ОГ) может быть скорректирован элементами LC на нижнем скате АЧХ кварцевого фильтра (КФ) для осуществления формирования верхней боковой полосы приёма (USB). Смена нужной полосы приема по диапазонам происходит автоматически (синхронно) с выбранными значениями частот сетки синтезатора.

 

С целью увеличения чувствительности тракта ПЧ II, а также для присутствия третьего регулируемого усилителя, введён малошумящий широкополосный каскад УПЧ II на двух затворном полевом транзисторе КП327, что при трёх регулируемых каскадах позволяет получить глубину регулировки усиления свыше 80 дБ. С ШПТ нагрузки УПЧ II амплитуда сигнала ПЧ II поступает на детектор АРУ. Резистор, включённый последовательно, обеспечивает временную задержку срабатывания от импульсных помех. Значение постоянной времени разряда RC цепи составляет 1с.

За счёт высокого входного сопротивления полевого транзистора первого каскада + операционный усилитель, как высокочувствительный милливольтметр с усилителем постоянного тока (УПТ), стало возможным применение не полярного конденсатора ёмкостью 1 мкФ, что обеспечивает высокую скорость срабатывания кольца АРУ. 

Для балансировки по постоянному току S-метр включен в диагональ моста. Это позволило независимо от тока покоя регулирующего биполярного транзистора, при отсутствии полезного сигнала, установить стрелку индикатора на нуль. 

 

С контрольных выходов микросхемы MC3362 значения частот ГПД и ОГ подаются на соответственно второй и третий счётные входа цифровой шкалы (ЦШ).

При уходе частоты генерации ГПД, на выходе ЦШ появляется регулирующее напряжение цифровой автоподстройки частоты (ЦАПЧ), которое поступает на встроенный варикап автоподстройки часты (АПЧ) микросхемы, тем самым компенсируя уход его частоты. При вращении резистора электронной перестройки ЦАПЧ ЦШ не реагирует на быстрые изменения измеряемой частоты.

Хочется отметить дизайн установки на передней панели приёмника ЦШ со светодиодными матрицами ярко-изумрудного свечения. Считывать значение частоты приёма с такого дисплея не очень приятно для зрения. Установка цветных защитных стёкол не позволяет избавиться от видимого просмотра корпусов группы матриц. Если индикаторы накрыть плотно матовым фильтром из белой бумаги под прозрачным оргстеклом или само оргстекло изнутри обработать мелкозернистой наждачкой, то вид светящихся (просвечиваемых) цифр дисплея приобретает цивилизованный, завораживающий эффект! При отключении шкалы на панели приёмника будет виден только белый прямоугольник, а если он в белый цвет окраски самой передней панели - стильно.

 
УВЕЛИЧИТЬ

С НЧ выхода микросхемы MC3362 полезный сигнал через фильтр нижних частот, на основе обмотки реле РЭС-49 с частотой среза 2,4 кГц, поступает на ветку оконечных усилителей (УНЧ).

Дело в том, что подключение головных телефонов (наушников) непосредственно на выход усилителя предназначенного для нагрузки на громкоговоритель сопряжено с проблемами. Одна из них – присутствие «белого шума» от работы токовых узлов мощного усилителя. При слабых полезных сигналах это утомляет.

Более того, мощные микросхемы УНЧ имеют значительный ток покоя, что отрицательно сказывается на экономичности при питании аппаратуры от автономных источников тока.

Именно для этого в схеме приёмника служит выключатель питания микросхемы динамика, а эффект комфорта от минимума шума УНЧ при прослушивании эфира на телефоны подключенные к усилителю на одном(!) транзисторе – трудно переоценить.

 

 

                                                                                Борис Попов (UN7CI)          11.11.2014

Нажать для увеличения
Плата синтезатора PLL
Нажать для увеличения
Плата УПЧ II АРУ УНЧ
УВЕЛИЧИТЬ
Плата УВЧ СМ УПЧ I

По материалам форума CQHAM.RU

Комментарии: 2
  • #2

    uv5evy (Четверг, 14 Апрель 2016 14:58)

    Спасибо, интересная оригинальная конструкция радио получилась.

  • #1

    radio (Воскресенье, 27 Март 2016 08:23)

    Боря даже за печатки и спасибо не сказал,сколько труда я в них угрохал,и вообще,не советовал бы я его делать,а там ,как хотите

Если Вам понравилась страница - поделитесь с друзьями: