Приемник радиоуправления на микросхеме MC3361P (LM3361, KA3361)
Принципиальная схема приемника приведена на рис. 1. Применена далеко не новая, но хорошо себя зарекомендовавшая микросхема MC3361. Ее паспортная чувствительность 2,6 мкВ, однако чувствительность приемника может быть легко улучшена до 0,5 мкВ. Для этого достаточно включить на входе апериодический УРЧ на полевом транзисторе КП303Е. На печатной плате приемника, приводимой ниже, места для этих элементов предусмотрены.
Описание схемы
Микросхема представляет собой супергетеродинный приемник с однократным преобразованием частоты. Частота гетеродина стабилизирована кварцем ZQ1. Катушка L2 предназначена для обеспечения точного совпадения промежуточной частоты с центральной частотой пьезоэлектрического фильтра ZQ2, входящего в состав УПЧ.
В качестве опорного элемента частотного дискриминатора, входящего в состав микросхемы, использован резонатор ZQ3 на частоту 465кГц.
Рис. 1. Принципиальная схема приемника.
При отсутствии такого резонатора между выводом 8 микросхемы и плюсом источника питания, вместо установленных на схеме элементов, может быть включен параллельный колебательный контур, настроенный на 465 кГц.
В качестве индуктивности такого контура можно с успехом использовать катушку на стандартной арматуре от фильтров ПЧ промышленных приемников индуктивностью 117 мкГн. Конденсатор контура должен иметь емкость 1000 пФ. Вывод 9 микросхемы является выходом частотного детектора. Фильтр нижних частот R1, С6 обеспечивает подавление высокочастотных шумов на выходе детектора.
Через разделительный конденсатор С7 принятые импульсы поступают на вход операционного усилителя (вывод 10), имеющегося в составе микросхемы. Его коэффициент усиления определяется резистором R3. С выхода ОУ (вывод 11) усиленный сигнал поступает на селектор импульсов.
Потенциометр R4 обеспечивает установку порогового напряжения на входе ОУ, препятствующего прохождению шумов на его выход. Если приемник будет использоваться автономно, селектор импульсов и последующий дешифратор — а это часть схемы, начинающаяся с элемента DDI.2— из схемы изымаются, и к выводу 11 DA1 подключается нормализатор импульсов.
Если подразумевается использование в составе аппаратуры пропорционального управления, то целесообразно собирать всю схему вместе с дешифратором, потому что дешифратор разрабатывался именно под этот вариант приемника.
Селектор импульсов собран на микросхеме DDI и обеспечивает преобразование выходных импульсов приемника искаженной формы в прямоугольные, с крутыми фронтами и постоянной амплитудой. Это необходимо для нормальной работы распределителя импульсов на микросхеме DD2. Кроме того, селектор выделяет из принятого сигнала синхропаузу.
Принцип действия
Логическая часть схемы приемника работает следующим образом. Положительные импульсы с вывод 11 DA1 (рис. 5.66, б) подаются на элемент DD1.2 для нормализации. С его выхода импульсы стандартной амплитуды (рис. 5.66, в) поступают на счетный вход 14 микросхемы DD2. При наличии низкого уровня на 13 выводе этой микросхемы счет разрешен и на выводах 2 и 4 последовательно во времени появляются первый и второй канальные импульсы соответственно (рис. 5.66, з, и).
Помимо этого, нормализованные импульсы инвертируются элементом DD1.1 и запускают схему выделения синхропаузы, состоящую из элементов VD1, R6, С13, DD1.4. Отрицательными импульсами с вывода 3 DD1.1 конденсатор С13 быстро разряжается через малое сопротивление открытого диода VD1 до нуля и медленно заряжается в паузах между импульсами через резистор R6 значительной величины.
Постоянная времени цепи заряда выбрана таким образом, что даже при максимальной длительности канальных импульсов напряжение на конденсаторе не успевает дорасти до уровня логической единицы (рис. 5.66, д) и напряжение на выходе элемента DDI.4 остается равным нулю.
По окончании последнего канального импульса напряжение на конденсаторе через некоторое время достигает единичного уровня, и элемент DD1.4 «опрокидывается». Положительный скачок напряжения, соответствующий переднему фронту синхропаузы, через дифференцирующую цепочку С15, R8 подается на вход обнуления счетчика DD2.
Первый же из пришедших импульсов синхропаузы с вывода 11 DD1.4 через диод VD2 заряжает конденсатор С14, обеспечивая на выводе 10 DD1.3 нулевое напряжение, которое, будучи поданным на вход 13 DD2, обеспечивает разрешение счета импульсов по входу 14. Постоянная времени цепи разряда конденсатора С14 выбрана настолько большой, что он не успевает значительно разрядиться в промежутках между импульсами синхропаузы, чем обеспечивается разрешение счета на все время присутствия сигнала на входе приемника.
При выключении передатчика входной сигнал пропадает, конденсатор медленно разряжается до нуля и на выходе 10 DD1.3 появляется высокий потенциал, запрещая счет микросхеме DD2. Делается это для того, чтобы счетчик не срабатывал от шумовых выбросов на выходе приемника, что приводило бы к беспорядочному срабатыванию рулевой машинки и регулятора хода и, в итоге, к «подергиваниям» модели. Напряжение питания приемника желательно застабили-зировать.
Детали и конструкция
Печатная плата приемника изображена на рис. 2. Пунктирная линия под микросхемой DDI обозначает перемычку, которую необходимо впаять со стороны деталей перед монтажом микросхемы. К контакту XI припаивается антенна (отрезок провода длиной 15—30 см), к Х2 - провод питания. На плате в непосредственной близости от этого контакта предусмотрено место для установки местного стабилизатора напряжения на 5 В, например К1157ЕН502А. ХЗ и Х4 соединяются с входом регулятора хода и рулевой машинки соответственно.
В случае замены резонатора ZQ3 на колебательный контур, катушка впаивается в отверстия, предназначенные для ZQ3 и С5, а контурный конденсатор — вместо резистора R2. Катушка содержит 78 витков провода диаметром 0,12 мм и помещена в ферритовый сердечник от стандартных катушек ПЧ промышленных приемников. Наличие экранов на катушках необязательно.
Все постоянные резисторы в приемнике - типа МЛТ-0,125. Подстроечный R4 - СПЗ-19а. Конденсаторы С13, С14 - типа К73-17, все остальные, кроме С7 и СЮ, керамические типа КМ-6 или импортные дисковые. С2, С4 и С5 обязательно должны иметь" хороший ТКЕ (МЗЗ, М47).
Рис. 2. Печатная плата приемника.
Пьезоэлектрический фильтр ZQ2 марки ФП1П1-61-01 или ему аналогичный на частоту 465 кГц. ZQ3 — пьезоэлектрический резонатор на частоту 465 кГц. Кварцевый резонатор ZQ1 — на частоту 26,655 МГц. Катушки L1, L2 — на каркасах, аналогичных вышеописанным. Их данные приведены на рис. 1 (схема). Микросхема DA1 может быть заменена аналогичными устройствами других фирм производителей LM3361 или KA3361.
Настройка
Настройку приемника удобно производить по сигналам передатчика. Приемник с подключенной антенной необходимо расположить на расстоянии 50-100 см от включенного передатчика и подключить осциллограф к выводу 5 микросхемы DA1. На экране должны наблюдаться синусоидальные колебания на частоте, примерно равной 465 кГц (результат взаимодействия в смесителе входного сигнала и гетеродинного напряжения).
Проверять наличие колебаний гетеродина непосредственно, подключаясь к выводу 1 или 2, не следует, так как подключение осциллографа может приводить к срыву генерации. Вращением сердечников катушек L1 и L2 необходимо добиться максимума амплитуды наблюдаемых колебаний. Для более точной настройки катушек, передатчик целесообразно удалять от приемника в процессе настройки, оставляя уровень сигнала на экране осциллографа минимально необходимым для наблюдения.
Отсутствие колебаний промежуточной частоты на выводе 5 при любом положении сердечника катушки L2 свидетельствует о том, что гетеродин не возбуждается. Если монтаж выполнен правильно и кварц заведомо исправен, можно попробовать подобрать емкость конденсатора С4 в пределах 24-75 пФ. Отрицательный результат говорит о том, что резонатор гармониковый и его нужно включить в соответствии со схемой, приведенной на рис. 5.60 (Смеситель на SA612A).
Следующий этап наиболее ответственный. От тщательности настройки частотного дискриминатора существенно зависит чувствительность приемника, а значит и качество работы системы в целом. Осциллограф подключается к точке соединения резистора R1 и конденсатора С7 (выход фильтра низкой частоты частотного детектора). При включении передатчика вместо шумов на экране должны появиться отрицательные импульсы примерно треугольной формы (рис. 5.66, а).
Отсутствие импульсов либо положительная их полярность говорят о том, что частота используемого резонатора ZQ3 не равна точно 465 кГц. В этом случае вместо С5 необходимо временно впаять, на как можно более коротких проводниках под-строечный конденсатор на 25—150 пФ, и вращением его ротора добиться амплитуды отрицательных импульсов 0,3—0,4 В.
Измерив получившуюся емкость, впаять постоянный конденсатор. В случае использования опорного колебательного контура, того же эффекта добиваются подстройкой сердечника катушки. Необходимо иметь ввиду, что настройка частотного дискриминатора возможна в трех точках, две из которых ложные. Признаком ложной настройки является положительная полярность наблюдаемых импульсов.
Переключить осциллограф на вывод 11 DA1 и потенциометром R4 добиться на экране осциллографа подавления шумовой дорожки в основании импульсов (рис. 5.66, б). Проконтролировать эпюры напряжений, приведенные на рис. 5.66, в соответствующих точках селектора и распределителя импульсов. При отсутствии ошибок монтажа эта часть схемы настройки не требует.
Днищенко В. А. 500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями. СПб.: Наука и техника, 2007. — 464 е.: ил.