Приемник - супергетеродин со смесителем, совмещенным с гетеродином

Приемник предназначен для работы с амплитудно-манипу-лированными сигналами. Рабочая частота — 28 МГц, чувствительность (при отношении «сигнал/шум» = 4) равна 1—1,3 мкВ, потребляемый ток не превышает 10 мА. Работоспособность сохраняется (при отсутствии стабилизатора) при снижении напряжения питания до 2,7 В с соответствующим уменьшением потребляемого тока до 4,7 мА. Выходной компаратор обеспечивает получение прямоугольных импульсов, совместимых по уровням с микросхемами КМОП-серии.

Усилитель радиочастоты реализован на нижней части двухза-творного транзистора VT1. Колебательный контур входной цепи подключен непосредственно к первому затвору полевого транзистора, отрицательное напряжение смещения на этом затворе, определяющее положение рабочей точки, обеспечивается цепочкой R3C5. Верхняя часть транзистора, кварцевый резонатор и контур C4L4 образуют гетеродин.

Напряжение гетеродина, будучи приложено ко второму затвору, изменяет во времени крутизну транзистора по первому затвору, в результате чего происходит перемножение напряжений сигнала и гетеродина. В стоковой цепи транзистора появляется гармоника тока на промежуточной частоте, выделяемая с помощью фильтра C3L3, настроенного на 465 кГц.

Дополнительно отфильтрованное керамическим фильтром Z2, обеспечивающим избирательность по соседнему каналу не хуже 40 дБ, напряжение промежуточной частоты подается на вход микросхемы DA1. На микросхеме реализованы УПЧ с эффективной АРУ и амплитудный детектор.

Продетектированный сигнал амплитудой 0,5—1,5 В через фильтр нижних частот R8C13 поступает на компаратор, собранный на транзисторе VT2. Порог срабатывания компаратора устанавливается подбором величины резистора R8. Отрицательные импульсы, снимаемые с выхода, имеют амплитуду, практически равную напряжению питания.

Детали и конструкция

Печатная плата приемника никаких особенностей не имеет. Ее чертеж приведен на рис. 5.36. Контурные катушки входной цепи и гетеродина намотаны любым проводом диаметром 0,25 мм на каркасах диаметром 5—6 мм с карбонильными подстроеч-ными сердечниками. Число витков соответственно равно L1—3, L2—8, L4—10.

Катушка ФПЧ (L3) содержит 160 витков провода диаметром 0,1 мм и размещена в ферритовых чашечках диаметром 6 мм с подстроечным сердечником. Можно использовать любую другую стандартную для ФПЧ арматуру с соответствующей коррекцией рисунка печатной платы.

В продаже можно найти уже готовые катушки. Их тоже можно использовать. Необходимо только иметь ввиду, что они, как правило, содержат меньшее количество витков и рассчитаны на использование совместно с конденсатором СЗ емкостью 1000 пФ.

Двухзатворный полевой транзистор может быть заменен на 3SK60 или отечественные КП306, КП350, КП327. В последнем случае необходимо принимать меры по защите транзисторов от статического электричества, что требует особой аккуратности при монтаже.

Конденсаторы С2, СЗ, С4 должны быть керамическими с группой ТКЕ не хуже М47. Хотя СЗ может быть и пленочным. Кварцевый резонатор применен на частоту 27,535 МГц. Приемник может работать на любой частоте в диапазоне частот 26,945—28,2 МГц с соответствующей заменой кварцевого резонатора в гетеродине. Электролитические конденсаторы любого типа.

Микросхема DA1 может быть заменена на аналог 237 серии с изменением рисунка печатной платы. Транзистор VT2 — любой маломощный кремниевый обратной проводимости. Стабилизатор напряжения DA2 на 5 В типа 1157ЕН5 или импортный аналог. Девятивольтовую батарею типа «Крона» можно заменить тремя — четырьмя полуторавольтовыми пальчиковыми элементами с заменой стабилизатора на 1157ЕНЗ. Можно вообще отказаться от стабилизатора и использовать любой источник на напряжение 3—6 В.

Настройка

Настройку приемника следует начинать с преобразователя частоты. Проверка режима транзистора по постоянному току сводится к контролю напряжения на его истоке и втором затворе. На истоке должно быть около 0,4 В (при напряжении питания 5 В), а на затворе— половина напряжения питания (2,5 В). Отличия контролируемых значений от указанных величин свидетельствует об ошибке в монтаже или неисправности транзистора.

Ввиду малой мощности гетеродина не следует пытаться проверять наличие генерации непосредственно на элементах схемы. Это может приводить к срыву работы гетеродина. Лучше всего установить на осциллографе максимальную чувствительность канала вертикального отклонения и закоротить его щупы петлей провода длиной 7—10 см. Петлю расположить вблизи катушки гетеродина, и вращением сердечника L4 добиться появления колебаний на экране осциллографа. Поскольку настройка контура влияет в небольших пределах на частоту колебаний, вырабатываемых гетеродином, то окончательное положение сердечника уточняется в дальнейшем.

Следующим этапом производится уточнение настроек всех контуров приемника. Осциллограф подключается к точке соединения R6 и С13 (при отсутствующем транзисторе VT2). К входу приемника через конденсатор на 1000 пФ подключается ГСС. На его выходе необходимо установить напряжение 300 мкВ частотой 28 МГц. Глубина внутренней модуляции должна быть 90—100 %. Еще лучше воспользоваться передатчиком, совместно с которым предполагается работа приемника, расположив его на расстоянии 1,5—2 м.

В этом случае к входу приемника следует подключить антенну, с которой он будет в конечном счете использоваться. Вращением сердечников катушек L1 и L3 добиться появления на экране осциллографа либо синусоидального колебания при использовании ГСС, либо положительных прямоугольных импульсов при настройке по сигналам передатчика.

Методом постепенного приближения с помощью сердечников всех трех катушек получить максимальную амплитуду неискаженного выходного сигнала, удаляя в процессе настройки передатчик или уменьшая напряжение на выходе ГСС. В последнем случае настройку можно считать удовлетворительной, если на выходе наблюдаются синусоидальные колебания частотой 1 кГц и амплитудой около 0,7—0,9 В, размытые шумами, при напряжении на выходе генератора 1—2 мкВ.

Компаратор настраивается по сигналам передатчика подбором величины резистора R8. Удалив передатчик с отключенной антенной на такое расстояние, при котором импульсы на выходе приемника сопровождаются шумовой дорожкой, составляющей 15—20 % от амплитуды импульсов, впаивают на место транзистор VT2. Переключив осциллограф на выход компаратора, подбором R8 добиться отсутствия срабатывания компаратора от шумовых выбросов.

В заключение необходимо отметить, что при входных сигналах приемника, превышающих 10 мВ, гетеродин переходит в режим захвата частоты входного сигнала и промежуточная частота обращается в нуль.

Работоспособность приемника нарушается. Если предполагается работа приемника в условиях большого динамического диапазона входных сигналов, то гетеродин лучше выполнить на отдельном транзисторе, переделав входную часть приемника в соответствии со схемой, приведенной на рис. 5.37. Катушка L1 должна быть такой же, как и L4. Печатную плату в этом случае нужно будет скорректировать.

Днищенко В. А.  500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями. СПб.: Наука и техника, 2007. — 464 е.: ил.