Входной фильтр приемника. Мы предлагаем радиолюбителям проект создания любительского коротковолнового приемника «Мотив-RX ретро» Самодельный фильтр д 3 4 для приемника

Приведена принципиальная схема простого сетевого фильтра, который поможет защитить от помех радиоэлектронную аппаратуру с питанием от сети переменного тока.

Фильтр состоит из двух конденсаторов и дросселя. Схема очень простая, но тем не менее ее работоспособность во многом зависит от правильности изготовления дросселя 1-2-3-4.

Рис. 1. Схема простейшего сетевого фильтра для защиты от помех.

Рис. 2. Ферритовые кольца для изготовления дросселя.

Обмотки 1-2, 3-4 дросселя содержат по 15 витков провода МГТФ (провод во фторопластовой изоляции). Можно применить и обычный эмалированный провод диаметром 0,25 - 0,35мм.

Рис. 3. Как намотать дроссель для сетевого фильтра.

Берем ферритовое кольцо кольцо с диаметром примерно 20 мм, мотаем на него две обмотки в разные стороны и в разном направлении до встречи на другой половине кольца. Принцип намотки показан на рисунке 3. Таким образом обмотки получаются намотаны в разную сторону и каждая на своей половинке ферритового кольца.

Конденсаторы в схеме должны быть рассчитаны на напряжение 400В и больше.

Более совершення схема сетевого фильтра представлена на рисунке 2, здесь предполагается что вместе с питанием 220В у нас есть еще провод заземления. Также присутствует включатель S1 и предохранитель F1, которые служат для включения-отключения питания и защиты от перегрузки по току в нагрузке.

Рис. 2. Схема более совершенного самодельного сетевого фильтра.

Дроссель изготавливаем по такому же принципу, как и для схемы на рисунке 1. Диаметр провода для дросселя, а также ток для предохранителя и мощность переключателя нужно выбрать исходя из потребляемой мощности в нагрузке.

Изготовив простой фильтр на основе дросселя и конденсаторов можно значительно снизить количество помех.Если же нужна более хорошая фильтрация то придется обратиться к более сложным схемам фильтров с несколькими звеньями фильтрации.

При этом они хорошо защищены от пробоя статическим электричеством. На таких транзисторах можно конструировать простые и эффективные смесители для радиоприёмников. На рис. 1 показана типовая схема такого смесителя.

Напряжение сигнала подают на первый затвор транзистора, а напряжение гетеродина (генератора плавного диапазона, ГПД) - на второй Динамический диапазон смесителя (по интермодуляции - около 70 дБ, по блокированию - более 90 дБ) достигает максимального значения при напряжении смещения на затворах транзистора, близком к нулю. Высокое выходное сопротивление транзистора (10…20к0м) хорошо согласуется с широко распространёнными магнитострикционными электромеханическими фильтрами на частоту 500 кГц, а малый ток стока (примерно 1… 1,5 мА) позволяет применить непосредственное включение обмотки возбуждения ЭМФ. При этом значительная крутизна преобразования (примерно 1,5…2мА/В) обеспечивает получение приемлемой чувствительности приёмника даже без УПЧ. Высокое входное сопротивление по обоим входам существенно упрощает согласование смесителя с преселектором и ГПД.

На основе этих смесителей, используя дисковый ЭМФ на частоту 500 кГц со средней полосой пропускания, за пару часов неспешной, в удовольствие, работы был изготовлен простой как по схеме, так и в налаживании достаточно чувствительный и помехоустойчивый приёмник наблюдателя на диапазон 80 метров. Его схема представлена на рис. 2. Входной сигнал с уровнем 1 мкВ поступает на регулируемый аттенюатор, выполненный на сдвоенном переменном резисторе R27. В сравнении с одинарным резистором подобное решение обеспечивает глубину регулировки ослабления более 60 дБ во всём КВ диапазоне, что позволяет обеспечить оптимальную работу приёмника практически с любой антенной.

Далее сигнал поступает на входной диапазонный полосовой фильтр, образованный элементами L1, L2, С2, СЗ, С5 и С6 с внешне ёмкостной связью через конденсатор С4. Показанное на схеме подключение аттенюатора к первому контуру через ёмкостный делитель С2СЗ рекомендуется для низкоомных антенн (четвертьволновый “луч” длиной около 20 м, диполь или “дельта” с фидером из коаксиального кабеля). Для высокоомной антенны в виде отрезка провода длиной, значительно меньшей четверти длины волны, выход аттенюатора (верхний по схеме вывод резистора R27.2) следует подключить к выводу Х1 платы, соединённому с первым контуром входного фильтра через конденсатор С1. Способ подключения конкретной антенны подбирают экспериментально по максимальной громкости и качеству приёма.

Двухконтурный ДПФ оптимизирован под сопротивление антенны 50 Ом и сопротивление нагрузки 200 Ом (R4) Коэффициент передачи ДПФ за счёт трансформации сопротивлений составляет примерно +3 дБ. Так как с приёмником может применяться антенна любой случайной длины, а при регулировке аттенюатором сопротивление источника сигнала на входе ДПФ может меняться в широком диапазоне, на входе фильтра установлен согласующий резистор R1, обеспечивающий в таких условиях достаточно стабильную АЧХ. Выделенный ДПФ сигнал с уровнем не менее 1,4 мкВ поступает на вход смесителя - первый затвор транзистора VT1. На его второй затвор через конденсатор С7 поступает напряжение сигнала гетеродина с уровнем 1 …3 Вэфф.

Сигнал промежуточной частоты (500 кГц), являющийся разностью частот гетеродина и входного сигнала, с уровнем порядка 25…35 мкВ выделяется в цепи стока транзистора VT1 контуром, образованным индуктивностью обмотки фильтра Z1 и конденсаторами С12 и С15. Цепи R11C11 и R21C21 защищают общую цепь питания смесителей от попадания в неё сигналов гетеродина, промежуточной и звуковой частоты.

Первый гетеродин приёмника выполнен по схеме ёмкостной трёхточки на транзисторе VT2. Контур гетеродина образуют элементы L3C8-С10. Частоту гетеродина можно перестраивать конденсатором переменной ёмкости С38 в полосе 4000…4300 кГц (с некоторым запасом по краям). На диапазоне 80 метров любительские радиостанции используют нижнюю боковую полосу, а тракт ПЧ приёмника (см. ниже) ориентирован на выделение верхней боковой полосы. Чтобы обеспечить инвертирование боковой полосы принимаемого сигнала, частота ГПД должна лежать выше любительского диапазона 80 метров. Резисторы R2, R5 и R7 определяют и жёстко задают (за счёт глубокой ООС) режим работы транзистора по постоянному току. Резистор R6 улучшает спектральную чистоту (форму) сигнала. Питание обоих гетеродинов (+6 В) стабилизировано интегральным стабилизатором DA1. Цепи R10C14C16 и R12C17 защищают общую цепь питания обоих гетеродинов и развязывают их друг от друга.

Основную селекцию сигналов в приёмнике выполняет ЭМФ Z1 со средней полосой пропускания шириной 2,75 кГц В зависимости от типа применённого ЭМФ селективность по соседнему каналу (при расстройке на 3 кГц выше или ниже полосы пропускания) достигает 60…70 дБ. С его выходной обмотки, настроенной в резонанс конденсаторами С19, С22, сигнал поступает на смесительный детектор, выполненный на транзисторе VT4, по схеме, аналогичной первому смесителю. Его высокое входное сопротивление позволило получить минимально возможное затухание сигнала в ЭМФ (порядка 10… 12 дБ), и поэтому на первом затворе транзистора VT4 уровень сигнала составляет не менее 8…10 мкВ.

Второй гетеродин приёмника выполнен на транзисторе VT3 почти по такой же схеме, что и первый, только вместо катушки индуктивности применён керамический резонатор ZQ1. В этой схеме генерация колебаний возможна только при индуктивном сопротивлении цепи резонатора (когда частота колебаний находится между частотами последовательного и параллельного резонансов). Нередко в подобных приёмниках во втором гетеродине используют довольно дефицитный комплект - кварцевый резонатор на 500 кГц и ЭМФ с верхней полосой пропускания. Это удобно, но заметно удорожает приёмник. В нашем приёмнике в качестве частотозадающего элемента применён широко распространённый керамический резонатор на 500 кГц от пультов на ДУ, имеющий широкий межрезонансный интервал (не менее 12… 15 кГц). Конденсаторами С23 и С24 второй гетеродин легко перестраивается по частоте в пределах минимум 493…503 кГц и, как показал опыт, при исключении прямых температурных воздействий имеет достаточную для практики стабильность частоты.

Благодаря этому свойству для приёмника подходит практически любой ЭМФ со средней частотой около 500 кГц и полосой пропускания 2,1…3,1 кГц . Это может быть ЭМФ-11Д-500-3,0В или ЭМФДП-500Н-3,1 или ФЭМ-036-500-2,75С, использованный автором. Буквенный индекс указывает, какую боковую полосу относительно несущей выделяет данный фильтр - верхнюю (В) или нижнюю (Н), или же частота 500 кГц приходится на середину (С) полосы пропускания фильтра. В нашем приёмнике это не имеет значения, поскольку при налаживании частоту второго гетеродина устанавливают на 300 Гц ниже полосы пропускания фильтра, и в любом случае будет выделяться верхняя боковая полоса.

Сигнал второго гетеродина частотой около 500 кГц (в авторском экземпляре 498,33 кГц) и напряжением примерно 1.5…3 Вэфф поступает на второй затвор транзистора VT4. В результате преобразования спектр сигнала переносится в область звуковых частот. Коэффициент преобразования (усиления) детектора - около 4.

Сигнал с выхода УЗЧ детектируется диодами VD1. VD2, и управляющее напряжение АРУ поступает в цепь затвора регулирующего транзистора VT5. Как только уровень напряжения превысит пороговый (около 1 В), транзистор откроется и образованный им и резистором R20 делитель напряжения стабилизирует выходной сигнал звуковой частоты на уровне примерно 0,65…0,7 ВЭфф, что соответствует максимальной выходной мощности примерно 60 мВт. При такой мощности современные импортные динамики с высоким КПД способны озвучить трёхкомнатную квартиру, а вот для некоторых типов отечественных динамиков этого может оказаться мало. В этой ситуации можно повысить в два раза пороговое напряжение АРУ. установив в качестве VD1, VD2 красные светодиоды и увеличив напряжение питания УЗЧ до 12 В.

В режиме покоя или при работе на высокоомные головные телефоны приёмник достаточно экономичен - потребляемый ток не превышает 12 мА С динамической головкой с сопротивлением 8 Ом при максимальной громкости звучания потребляемый ток может достигать 45 мА. Для питания приёмника годится любой промышленный или самодельный блок питания, обеспечивающий стабилизированное напряжение +9 В при токе не менее 50 мА. Для автономного питания удобно применить гальванические элементы, размещённые в специальном контейнере, или аккумуляторы.

Например, аккумуляторная батарея HR22 (типоразмера “Крона”) с напряжением 8.4 В и ёмкостью 200 мА-ч обеспечивает более чем трёхчасовое прослушивание эфира на динамическую головку при средней громкости и более десяти часов на высокоомные телефоны.Все детали приёмника, кроме разъёмов, переменных резисторов и КПЕ, смонтированы на плате размерами 45×160 мм из односторонне фольгированного стеклотекстолита. Чертежи платы со стороны печатных проводников и расположением деталей приведены на рис.

Транзисторы VT1,VT4 могут быть любыми из серий BF961, BF964, BF980, BF981 или отечественные серии КП327. Для некоторых указанных типов, возможно, придётся подобрать номинал резистора в цепи истока для получения тока стока 1 …2 мА. Для гетеродинов подойдут импортные транзисторы структуры п-р-п - 2SC1815, 2N2222 или отечественные КТ312, КТ3102, КТ306, КТ316 с любыми буквенными индексами. Полевой транзистор 2N7000 может быть заменён его аналогами BS170, BSN254, ZVN2120A, КП501А. Диоды 1N4148 - любыми кремниевыми, например, КД503, КД509, КД521, КД522 с любым буквенным индексом.

Постоянные резисторы - любого типа мощностью рассеивания 0,125 или 0,25 Вт. Детали, устанавливаемые навесным монтажом на шасси, также могут быть любого типа. Сдвоенный переменный резистор R27 может иметь сопротивление 1…3,3к0м, a R26 - 47…500 Ом. Конденсатор настройки С38 - малогабаритный с воздушным диэлектриком и максимальной ёмкостью не менее 240 пФ, например, малогабаритный КПЕ от транзисторного радиовещательного приёмника. Конденсатор следует оснастить простейшим верньером с замедлением 1:3…1:10.

Контурные конденсаторы - малогабаритные керамические КД, КТ, КМ, КЛГ, КЛС, К10-7 с малым ТКЕ (групп ПЗЗ, М47 или М75) или аналогичные импортные (дисковые оранжевые с чёрной точкой или многослойные с нулевым ТКЕ - MP0). Подстроечные конденсаторы - CVN6 фирмы BARONS или аналогичные малогабаритные. Конденсаторы С26 и С29 желательно применить термостабильные плёночные, металлоплёночные, например, серий MKT, МКР и аналогичные. Остальные блокировочные керамические и оксидные - любого типа, импортные, малогабаритные. В качестве катушек ДПФ L1 и L2 применены стандартные малогабаритные дроссели ЕС24 индуктивностью 22 мкГн. Такой вариант позволяет отказаться от столь нелюбимых многими начинающими радиолюбителями самодельных катушек.

Катушка гетеродина L3 - самодельная Для её намотки использован готовый каркас с подстроечником диаметром 2,8 мм из феррита 600НН и экраном от стандартных контуров ПЧ 465 кГц отечественных транзисторных радиоприёмников. Для получения индуктивности 8,2 мкГн требуется 31 виток провода диаметром 0,17…0,27 мм. После намотки катушки равномерно в трёх секциях внутрь каркаса ввинчивают подстроечник, и затем эту конструкцию заключают в алюминиевый экран. Штатный цилиндрический магнитопровод не используют. Вообще, в качестве каркаса самодельных катушек можно применить любые доступные радиолюбителю, разумеется, с соответствующей корректировкой печатных проводников. Очень удобны и термостабильны импортные от контуров ПЧ 455 кГц, подстроечником которого служит ферритовый горшок, имеющий резьбу на наружной поверхности и шлиц под отвёртку. Провод во всех вариантах диаметром 0,17…0,27 мм.

Как уже отмечалось выше, в ДПФ в качестве катушек индуктивности применены стандартные импортные малогабаритные дроссели типа ЕС24 и аналогичные. Разумеется, если приобрести готовые дроссели требуемой индуктивности проблематично, можно применить и в ДПФ самодельные катушки, рассчитав число витков по приведённым выше формулам. И наоборот, если возникнут трудности с намоткой самодельных катушек, в качестве L3 также можно применить готовый импортный дроссель 8,2 мкГн. Дроссель L4 - любой готовый с индуктивностью в пределах 70…200 мкГн. Его можно изготовить самостоятельно, намотав 20-30 витков проводом ПЭВ-2 0,15 на магнитопроводе типоразмера К7х4х2 (К10x6x3) из феррита проницаемостью 600…2000 (большее число витков соответствует меньшим значениям диаметра и/или проницаемости).

Правильно смонтированный приёмник с исправными деталями начинает работать, как правило, при первом же включении. Тем не менее полезно провести все операции по его налаживанию в последовательности, изложенной ниже. Регулятор громкости устанавливают в положение максимального сигнала. С помощью мультиметра, включённого в разрыв цепи питания, проверяют, что потребляемый ток не превышает 12…15 мА и в динамике прослушивается собственный шум приёмника. Затем, переключив мультиметр в режим измерения постоянного напряжения. измеряют напряжения на выводах микросхемы DA2 и транзисторов. Они должны соответствовать данным, приведённым в табл. 1 и 2.

Далее проводят простейшую проверку общей работоспособности основных узлов. При исправном УЗЧ прикосновение руки к выводу 3 DA2 должно вызывать появление в динамике громкого, рычащего звука. Прикосновение к общей точке соединения элементов С27, R19, R20 должно привести к появлению такого же по тембру звука, но заметно меньшей громкости - это включилась в работу АРУ. Проверяем токи стоков полевых транзисторов по падению напряжения на истоковых резисторах R9 и R16. Если оно превышает 0,44 В (т. е. ток стока транзистора превышает 2 мА), следует увеличить сопротивление истоковых резисторов и добиться уменьшения тока стока до 1 …1,5 мА.

Для установки расчётной частоты второго гетеродина снимаем технологическую перемычку J2 и вместо неё к этому разъёму подключаем частотомер. При этом транзистор VT4 выполняет функцию развязывающего (буферного) усилителя сигнала второго гетеродина, что практически полностью устраняет влияние частотомера на точность установки частоты. Это удобно не только на этапе налаживания, но в дальнейшем, в процессе эксплуатации, позволяя проводить оперативный контроль, а при необходимости и подстройку частот гетеродинов без полной разборки приёмника. Требуемую частоту устанавливают, подбирая конденсатор С24 (грубо) и подстройкой конденсатора С23 (точно). Возвращают на место перемычку J2 и аналогично, подключив частотомер вместо технологической перемычки J1, проводят проверку, а при необходимости и укладку (подстройкой индуктивности L3) и диапазон перестройки ГПД окажется излишне широк, что вполне вероятно при использовании КПЕ с большей максимальной ёмкостью, последовательно с ним можно включить дополнительный растягивающий конденсатор, требуемую ёмкость которого надо будет подобрать самостоятельно.

Для настройки

в резонанс входной и выходной обмоток ЭМФ с ГСС на первый затвор транзистора VT1 через конденсатор ёмкостью 20… 100 пФ подают немодулированный сигнал с частотой, соответствующей середине полосы пропускания фильтра. Подборкой конденсаторов С12, С22 (грубо) и точной подстройкой конденсаторами С15, С19 настраивают фильтр по максимуму выходного сигнала. Во избежание срабатывания АРУ уровень сигнала ГСС поддерживают таким, чтобы сигнал на выходе УНЧ не превышал 0,4 Вэфф. Как правило, для ЭМФ неизвестного происхождения неизвестно даже ориентировочное значение резонансной ёмкости, а оно, в зависимости от типа ЭМФ, может быть в пределах от 62 до 150 пФ. Для нормальной работы приёмника на диапазоне 80 метров желательно подключить наружную антенну длиной не менее 10…15 м. При питании приёмника от батарей полезно подключить заземление или провод, противовес такой же длины. Неплохие результаты может дать использование в качестве заземления металлических труб водоснабжения, отопления или арматуры балконного ограждения в панельных железобетонных зданиях.

Часть 1

К схемам КВ приемников, условно отнесенным радиолюбителями к «среднему классу», предъявляются достаточно высокие, но подчас противоречивые требования.

Прежде всего, это доступность (по цене, в том числе) высококачественных радиоэлементов, из которых это приемник собирается.

Во 2-х – простота схемы (относительная, конечно), процесса сборки и наладки приемника. Это положение определяется уровнем подготовки радиолюбителя, его опытом, а также наличием (или доступностью) базы контрольно-измерительных приборов. Понятно, что некий компромисс изложенных выше требований встретишь не часто. В истории отечественного радиолюбительства ярким примером подобного явилась публикация в журнале «Радио», а затем и массовое повторение трансиверов В.Кудрявцева, UW3DI.

Во 70-е годы 20-го века радиопромышленность «повернулась лицом» к радиолюбителям, появились первые наборы для создания приемников на любительские диапазоны («Электроника-Контур-80», «Электроника-160RX»), наборы радиодеталей серии «Кварц» … Их появление в магазинах СССР предварялось публикациями в массовой радиолюбительской литературе (прежде всего в журнале «Радио») удачных и современных на тот период схем трансиверов и приемников.

Супергетеродинная схема «Мотив-RX ретро» (рис.1) построена по традиционным раскладам двойного преобразования частот и в значительной мере определяется выбором элемента, обеспечивающего избирательность по соседнему каналу.

Рис.1 Блок- схема приемника

Обычно радиолюбители применяют фильтры сосредоточенной селекции, выполненные на LC-контурах (например, как это сделано в тракте первой ПЧ в ); пьезокерамические фильтры (во многих промышленных и любительских приемниках, например, в «Ишим-003»); электромеханические фильтры по первой (единственной) и второй ПЧ в , и, наконец, кварцевые фильтры. Последние наиболее широко применяются в настоящее время в приемниках с одним преобразованием частоты в связи с доступностью как самих фильтров (например, изготавливаемых фирмой «Аверс»), так и высокочастотных усилительных малошумящих элементов. Но стоимость КФ (готовых) или их сборка и качественная настройка (точнее, ее практическая невозможность) в любительских условиях заставила автора вернуться к «раритету избирательности» - электромеханическому фильтру, т.к. он обеспечивает наибольшую избирательность по соседнему каналу.

В рассматриваемом приемнике используется фильтр типа ЭМФ 500-9Д-ЗВ, что и определяет вторую промежуточную частоту 500 кГц.

Для получения достаточной избирательности по зеркальному каналу при такой ПЧ (низкой), в приемнике необходимо иметь двойное преобразование . Из двух вариантов (с постоянной первой промежуточной частотой, как описано в , или с переменной первой промежуточной частотой, как в UW3DI или ) был выбран первый вариант.

По этому пути пошел и Б.Попов, UN7CI . Сначала в своем приемнике «Карлсон» им был применен вариант преобразования частот, как в трансивере UW3DI , где первый гетеродин работает на фиксированной частоте, стабилизированной отдельным кварцевым резонатором на каждом диапазоне, а ГПД перестраивается при работе во втором смесителе. Далее, Б.Попов, для возможности введения в схему своего приемника «Карлсон-2» синтезатора частоты с управлением валкодером предложил принципиальную схему с двойным преобразованием частоты, фиксированной первой ПЧ=5,5 мГц и перестраиваемым первым гетеродином .

Идея, заимствованная нами у этого автора – применение дешевого и распространенного пьезокерамического полосового фильтра типа ФП1П8-61-01 на частоту 5,5 мГц, как селективного элемента в тракте первой ПЧ (обозначение импортных образцов - SFE или LTE 5,5Mb). Ранее такие фильтры широко применялись в УПЧЗ отечественных телевизоров третьего поколения.

В нашем приемнике удалось упростить его установку не применяя моточных узлов для согласования по входу/выходу этого фильтра. Дело в том, что имея некоторый опыт использования микросхемы МС3362 () было решено в «конвертере» к интерполяционному приемнику с низкой ПЧ применить именно эту микросхему, а в качестве фильтра первой ПЧ вместо кварцевого фильтра поставить пьезокерамический ФП1П8-62-01 (SFE 5,5 Mb). Средняя частота этого фильтра 5,5 мГц, ширина полосы пропускания по уровню -20 дБ, составляет 550 кГц, избирательность по побочному каналу – 25 (5,5+/-1мГц) дБ, максимально вносимое ослабление 6дБ, сопротивление входа/выхода (импеданс) – 600 Ом. Правильная маркировка ФП1П8-62-01 соответствует голубому цвету фильтра с одной желтой точкой в верхнем левом углу.

Микросхема МС3362 содержит в своем составе два балансных смесителя, ГПД, перестраиваемый встроенным варикапом, два канала УПЧ, буферные каскады с выходами частот первого опорного генератора (ОГ1) и ГПД (можно подключить цифровую шкалу). Даташит на нее можно скачать из . Структурная схема, функциональное назначение внутрисхемных узлов и их параметры детально разобраны в публикациях Б.Степанова в журнале «Радио». Сокращенный реферат одной из публикаций изложен . Поэтому подробно эту часть схемы приемника («конвертер» на МС3362) мы не рассматриваем, а отсылаем радиолюбителей к первоисточникам .

Итак, наш приемник с фиксированной первой промежуточной частотой предлагается выполнить на микросхеме МС3362, что позволит существенно упростить фильтр первой ПЧ (применен готовый пьезокерамический). В результате не требуются кварцевые резонаторы для сборки КФ, а также нет необходимости в диапазонных кварцах: перестраиваемый варикапом ГПД обеспечивает "растяжку” каждого диапазона простым подбором резисторов в цепи его управления.

Первая ПЧ в приемнике равна 5,5 мГц, что обеспечивает практическое отсутствие внутренних помех от комбинационных частот преобразователей частоты для любительских диапазонов, хорошую избирательность по зеркальным каналам обоих преобразователей частоты и возможность стабилизации двух гетеродинов кварцевыми резонаторами: Z3 на 500 кГц, обеспечивающего восстановление несущей частоты при детектировании, и Z2 на 5000 кГц в ОГ1 для получения второй ПЧ.

Полоса пропускания, определяемая фильтром ЭМФ во 2-й ПЧ (3 кГц), прекрасно подходит при работе любительских станций на одной боковой полосе (SSB). Дополнительно очистить сигнал, но уже в звуковом тракте, можно простым, но достаточно эффективным способом - сужением полосы пропускания перед входом УЗЧ. С этой целью применен фильтр от промышленных радиостанций Д3.4. Здесь следует заметить, что в дальнейшем на СМР планируется публикация доработок описываемого приемника с применением в его смесителях микросхемы 74НС4053).

При работе телеграфом желательно дополнительно сузить полосу пропускания до 1 кГц, что можно достигнуть применением активных полосовых фильтров перед входом УЗЧ – схемы для повторения можно найти во многих источниках, например, .

Принципиальная электрическая схема приемника показана на рис.2.

От антенны через разъем XI входной сигнал поступает на узкополосный фильтр, перестраиваемый внутри каждого диапазона конденсатором С3. Это схемное решение применено в и проверено на практике в приемнике . В публикации по этой же ссылке детально описана работа этого фильтра.

Настройкой (точнее, расстройкой) конденсатора С3 можно ослабить сигнал, поэтому, для упрощения схемы, не применялся АТТ. Узкополосный фильтр нагружен на истоковый повторитель (ИП), что дает его эффективное согласование с последующими каскадами приемника. Применение УВЧ с регулируемым коэффициентом усиления, как в на одном полевом транзисторе (или каскодном УВЧ), возможно, но поскольку усиление приемника, на взгляд автора, будет избыточным (и возрастут шумы) решение о применении УВЧ оставлено на усмотрение радиолюбителей.

Нагрузкой ИП служат полосовые фильтры, ширина полосы пропускания которых оптимально должна быть равна полной ширине каждого любительского диапазона. На схеме (для примера взят из того же источника ) показан только один полосовой фильтр частоты сигнала на диапазон 20 м. В нем используются два индуктивно связанных контура. Для расширения полосы пропускания они шунтированы резистором R4 .

На схеме не показан переключатель диапазонов, ПДФ и контура ГПД других диапазонов. Для радиолюбителей здесь большое поле для экспериментов. Автор пробовал применять ПДФ от «Малыша» С.Беленецкого, трансивера «Дружба-М», получая хорошие результаты.

С выхода ПДФ сигнал подается на вход первого смесителя (См1) микросхемы МС3362. Сигнал встроенного в микросхему ГПД, сформированный по частоте контуром L4C16 С17 и перестраиваемый варикапом с помощью многооборотного резистора R9 подается на первый смеситель, выход которого соединен с фильтром Z1первой ПЧ - SFE 5,5 Мb. Высокий импеданс (600 Ом) позволяет применять этот фильтр без специальных цепей согласования по входу/выходу смесителей микросхемы.

Стабильность частоты ГПД определяется добротностью катушки индуктивности L4 и емкостями установки частоты ГПД С16, С17. Число витков подбирается в каждом конкретном случае в зависимости от диапазона и емкости, включаемой в контур.

Переключение диапазонов (смена диапазонных контуров) может быть реализовано по схеме на рис.3.

Рис.3

На ней вместо многооборотного резистора настройки показан вариант применения двух обычных резисторов с характеристикой А для точной и грубой настройки.

При использовании в схеме приемника синтезатора или внешнего ГПД, сигнал от них с уровнем около 100 мВ можно подать на вывод 21 микросхемы МС3362, как это сделано в .

На диапазонах 160, 80 и 40 м частоты на выходе ГПД выше частот принимаемых сигналов и частота сигнала на выходе первого смесителя равна

fПЧ1 = fГПД - fсигнала.

Чем выше частота сигнала на этих диапазонах, тем ниже частота первой ПЧ (в пределах полосы пропускания фильтра, естественно). Поэтому используемые на низкочастотных диапазонах SSB сигналы с выделением нижней боковой полосы автоматически превращаются в сигналы первой ПЧ с верхней боковой полосой (ВБП).

На диапазонах 10, 15, 20 м fПЧ1 = fсигнала - fГПД и изменения положения боковой полосы при первом преобразовании частоты не происходит. На этих радиолюбительских диапазонах используются сигналы с ВБП, как и в первой ПЧ приемника.

Например, для диапазона приемника 3,5 – 3,8 мГц диапазон частот ГПД будет 9,0 – 9,3 мГц; для диапазона 14,0 – 14,350 мГц диапазон ГПД составит 8,5 – 8,850 мГц.

При соответствующей коррекции внешних LC-цепей гетеродина (присоединение варикапа с цепями его управления) в приемник можно ввести еще один орган управления – «Расстройка». Это еще одна доработка, которая вводится в приемник по желанию радиолюбителя.

В микросхеме предусмотрен выход сигнала ГПД (вывод 20), что позволяет подключить ЦШ или частотомер.

Сигнал первой ПЧ с частотой 5,5 мГц поступает на 2-й смеситель (См2), куда также подается сигнал от опорного генератора частоты (ОГ1) собранного с применением кварцевого резонатора Z2 5000 кГц.

С выхода второго смесителя См2 (5 ножка микросхемы) сигнал частотой 500 кГц через емкостной фильтр-делитель С21 , С22 , R2 (на основной плате) поступает на катушку L1 основной платы «Э-К-80».

Принципы работы, сборки и налаживания этой части приемника детально описаны в

Схема конвертера представлена на рисунке. Если вы начинающий радиолюбитель - не бойтесь, на самом деле схема очень простая и состоит всего из 4-х основных узлов.

Узел 1.
Это входной фильтр, ФНЧ состоит из катушек L1-L4 и конденсаторов С1-С5. Этот фильтр обязательно нужен, чтобы не перегружать ваш приёмник мощными сигналами FM-станций, сотовых телефонов, Wi-Fi роутеров и т.д.

Узел 2.
Это опорный генератор на 50МГц. Его можно запитать от отдельного USB порта компьютера или другого источника напряжением 5В.

Узел 3.
ADE, это смеситель, выполненный на высококачественной микросхеме ADE. Микросхема представляет из себя два трансформатора и диодный мост на диодах Шотки. Её параметры очень высоки и с ней получается максимальная чувствительность и динамический диапазон.

Узел4.
L7-L10, это выходной фильтр, ВФЧ, он фильтрует всё, что ниже 50МГц, то есть, чтобы ненужные продукты смесителя не поступали на вход SDR приёмника.

Все моточные данные катушек и другие данные указаны на схеме. Печатная плата конвертера не разрабатывалась, т.к. всё зависит от ваших деталей, какие сможете достать и личной фантазии при изготовлении. Конвертер можно сделать на фольгированном стеклотекстолите или даже на монтажной плате. Вот, некоторые фотки:

Настройка конвертера очень проста - установить движок резистора в нижнее по схеме положение. Затем подать питание и, вращая резистор - выставить максимальный уровень принимаемых радиосигналов. Когда будете вращать резистор, то заметите, что в один момент уровень сигналов станций расти перестал, но стал расти уровень шумов от кварцевого генератора. Вот отрегулируете резистор так, чтобы чувствительность приёмника была максимальной, а шумы от генератора минимальны.

Радиодетали и компоненты.
1. SDR приёмник: http://ali.pub/1p0ml2
2. Кварцевый генератор на 50МГц http://ali.pub/1spax9 или http://ali.pub/1t0dtk или https://www.chipdip.ru/product/50mhz-hcmos-ttl

распиновка ножек:

3. Смеситель ADE 1шт http://ali.pub/1s5d37 или 5шт (с запасом, если спалите или сломаете) http://ali.pub/1s5d4d
распиновка ножек, если смотреть сверху:

Конденсаторы можно брать любые, малогаббаритные. Диодную сборку после ФНЧ, перед смесителем можно заменить на два встречно параллельных кремниевых ВЧ диода, например 1N4148 http://ali.pub/1pgho9 . Они защищают смеситель от выхода из строя от мощных радиосигналов.

Если есть желание попаять, то, можете не покупать ADE, а сделать смеситель сами, на ферритовых колечках и диодах. Так же, можете не покупать кварцевый генератор, а сделать генератор на транзисторах. Вот тут схема и описание.

Входной фильтр является одним из важнейших узлов радиоприемного устройства. Как это было показано в предыдущих главах, в системах связи с большим отношением верхней рабочей частоты к нижней рабочей частоте этот фильтр должен перестраиваться по частоте. Перестройку по частоте можно осуществить в . Чем более сложный фильтр будет применен в качестве входного фильтра, тем выше удастся получить качество радиоприемного устройства, однако при этом возникают проблемы с одновременным изменением частоты настройки контуров, изменения их добротности и обеспечения необходимой глубины связи между этими контурами.

Чаще всего в качестве полосового перестраиваемого фильтра применяется система из двух связанных контуров. В особо ответственных схемах ставится трехконтурный фильтр. В этом случае удается получить достаточно крутой скат . В ряде случаев применяется несимметричный скат АЧХ ().

Применение одновременно последовательного и параллельного колебательных контуров позволяет реализовывать различные значения входного и выходного сопротивлений. Подобный фильтр позволяет кроме ослабления мешающих сигналов согласовывать сопротивления источника сигнала и нагрузки. Такой фильтр называется Г-образным. Классическая схема Г-образного полосового фильтра приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 Схема Г-образного полосового фильтра

В этом фильтре применен последовательный контур L1C1 и параллельный контур L2C2. Входное и выходное сопротивление фильтра в общем случае может быть различным. Это может быть полезным при разработке дуплексора, но чаще всего входное и выходное сопротивление делают равным 50 Ом. Такой выбор позволяет применять для настройки приемника стандартные измерительные приборы. Расчет Г-образного полосового фильтра достаточно прост. Сначала определяется эквивалентная добротность контуров фильтра

(1)

где f 0 — средняя частота диапазона;
— полоса пропускания фильтра.

Значения реактивных элементов Г-образного полосового фильтра, изображенного на рисунке 1, можно определить по следующим формулам:

, , , . (2)

Избирательности одного Г-образного звена фильтра может оказаться недостаточно, тогда два звена можно соединить последовательно. Соединять их можно либо параллельными ветвями друг к другу (при этом получается Т-образный полосовой фильтр), либо последовательными (при этом получается П-образный полосовой фильтр). Элементы L и C соединенных ветвей объединяются.

В качестве примера на рисунке 2 приведена схема П-образного полосового фильтра. Элементы L2C2 остались прежними, а элементы последовательных контуров объединились в индуктивность L = 2·L и ёмкость C = 0,5·C 1 . При этом, так как произведение LC осталось прежним, то частота настройки последовательного контура осталась прежней и равной средней частоте фильтра.

Рисунок 2 Схема П-образного полосового фильтра

Следует отметить, что выше приведен упрощенный вариант расчета входного фильтра. Намного лучшие результаты дают стандартные методы расчета фильтров с аппроксимацией амплитудно-частотной характеристики по или . При том же количестве реактивных элементов фильтр может обеспечить бОльшую крутизну скатов амплитудно-частотной характеристики.

В радиочастотных фильтрах бывает удобно использовать только параллельные колебательные контура. Подобный фильтр требует несколько большего количества элементов для реализации той же АЧХ. Схема двухконтурного полосового фильтра с внешней емкостной связью приведена на рисунке 3. Индуктивность и емкость контуров рассчитываются по формулам (1) для L 2 и C 2, а емкость конденсатора связи можно определить по формуле C 3 = C 2/Q .

Рисунок 3 Схема 2-х контурного полосового фильтра

В качестве примера подобного фильтра на рисунке 6 приведен внешний вид smd приемного фильтра SAFEA942MFL0F00 фирмы Murata, выполненного на поверхностных акустических волнах.

Рисунок 6 Внешний вид приемного фильтра

Амплитудно-частотная характеристика фильтра SAFEA942MFL0F00 фирмы Murata, выполненного на поверхностных акустических волнах, приведена на рисунке 3. Этот фильтр предназначен для работы в качестве входного фильтра приемника мобильного аппарата в системе связи GSM900.

Рисунок 7 АЧХ входного фильтра приемника GSM900

Литература:

Вместе со статьей "Входной фильтр приемника" читают:

Если выходной сигнал с выхода передатчика попадет на вход своего приемника, то он может не просто сделать невозможным прием каких-либо станций, но и вывести из строя входные каскады приемника.
http://сайт/WLL/Duplexer.php

При проектировании радиоприемных устройств базовых станций возникает требование распределять энергию сигнала с антенны на входы нескольких радиоприемников.
http://сайт/WLL/divider.php

Так как усилитель радиочастоты находится на входе радиоприемного устройства, то его шумовые характеристики и динамический диапазон в основном определяют характеристики всего радиоприемника в целом.
http://сайт/WLL/RF/