空洞共振器を備えたVHF FM受信機。スキーム、説明

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空洞共振器を備えたVHF FM受信機。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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検波受信機は通常、LW、MW [1、2] で AM を運用する放送局を受信するように作られていますが、まれに HF 帯域も受信します。 VHF帯では実際には使用されません。これは、第一に、その検出に十分な信号レベルを得る必要があるという事実による。 LW および MW 帯域では、これはアンテナの長さを長くすることで実現されますが、VHF 帯域では、波長がわずか数メートルであるため、これを行うことはほとんど役に立ちません。第二に、受信信号の選択を確実にする必要があります。 LW および MW 範囲で負荷回路の品質係数 25 ～ 100 が必要で、その回路が通常の LC 素子で実装できる場合、VHF 範囲では 100 を超える品質係数が必要であり、それを手に入れるのはそれほど簡単ではありません。

もう 1 つ問題があります。単純なダイオード検出器は AM 信号しか復調できません。したがって、FM 信号を復調するには、まず FM を AM に変換する必要があります。これは、図に示すように、発振回路の振幅周波数特性（共振曲線）の傾きで行うことができます。 XNUMX. この設定では、受信信号の周波数が変化すると、その振幅が変化します。その後、信号は単純なダイオード検出器で復調できます。良好な変換のためには、特性の大きな傾きが必要であることは明らかです。繰り返しになりますが、回路の品質係数が高くなります。

空洞共振器を備えたVHFFM受信機
図。 1

スパイラル空洞共振器は高い品質係数を持っています (図 2)。円形または長方形のスクリーンが含まれており、その内側に単層コイルが配置されています。その一端は画面に対して閉じられており、もう一端は開いています。共振器の周波数を調整するには、スパイラルの開放出力側から金属コアまたはプレートをそれに近づけ、共振器の静電容量を変化させます。無負荷スパイラル共振器の品質係数は、その設計と同調周波数に応じて、200 ～ 5000 の範囲になります。

空洞共振器を備えたVHFFM受信機
図。 2

VHF FM検波受信機の回路図を図に示します。 3. スパイラル空洞共振器に基づいています。外部アンテナはコネクタ XS1 を介してスパイラルに接続されます。受信機の周波数は可変コンデンサ C1 によって調整されます。ハーフブリッジ整流器 (検出器) はダイオード VD1、VD2 を使用して組み立てられ、共振器からの信号がコンデンサ C2 を介して受信されます。負荷は、シールド線（その静電容量が検出信号のRFリップルを平滑化します）を使用して検出器の出力に接続されます（高インピーダンス電話または入力抵抗が高い超音波デバイス）。負荷抵抗が高いほど、共振器の品質係数は大きくなります。これは、より大きな信号がダイオードに送られ、AF 信号のレベルが増加することを意味します。

空洞共振器を備えたVHFFM受信機
図。 3

このような受信機を作成するには、まずスパイラル共振器を作成する必要があります。できれば金属製の蓋が付いた、錫メッキで作られた円筒形の金属瓶が適しています。受信機の設計を図に示します。 4、88 ～ 108 MHz の範囲向けに設計されています。直径1、高さ75mmのネスカフェコーヒー缶を70本使用しました。スパイラル 2 には、直径 2 mm の PEV-2 ワイヤーが 6 回巻かれています。巻き線はフレームレスで、直径は 35 mm、長さは 36 ～ 40 mm です。必要に応じてスパイラルを短くしてさらに調整できるように、回転数をもう少し多くすることをお勧めします。ワイヤーの下端を側壁の穴に通し、曲げて外側に半田付けします。 XS1 コネクタは底面または側面に取り付けられ、中央コンタクトは巻き始めから約 0,1 ～ 0,15 回転の距離でスパイラルに接続されます (直線のワイヤ部分はカウントしません)。缶の内側、らせんの終端に近い部分にダイオードがはんだ付けされ、端子の XNUMX つが絶縁スリーブを通して引き出されています。

空洞共振器を備えたVHFFM受信機
図。 4

コンデンサ C2 は、長さ 2 ～ 0,4、0,5 ～ 20 mm のワイヤ PEV-30 で、スパイラルの巻きの隣に配置されます。コンデンサC1の可動部分は、ネジ3に取り付けられた金属ディスク4の形で作られています。このネジは、カバー5にはんだ付けされたナットまたはスリーブ6内で動きます。ディスク3は、作ることができます。錫の場合、その直径はスパイラルの直径に等しいため、損失を減らすために、数度の角度で1〜3のセクターを切断する必要があります。

スパイラル共振器の製造には、異なる直径の金属缶を使用でき、直径が大きいほど、より高い品質係数を得ることができます。簡略化された方法 [3] を使用して、異なる直径のジャーまたは異なる範囲の共振器を計算することが可能であり、非常に満足のいく結果が得られます。

まず第一に、H/D = 2...1,2 の比率を持つ瓶 (図 1,3 を参照) を選択するように努める必要があります。ここで、H は瓶の高さです。 Dは缶の直径です。比率が異なると計算誤差が大きくなります。巻き数 N = 2586/(Fr)、ここで F は上部同調周波数 (MHz)、 r - 缶の半径 (cm)。スパイラル巻き径（ワイヤー中心部）d=r、巻き長さI=1,5r、巻きピッチa=I/N、ワイヤー径b=a/4。コイルの端から下壁および上壁までの距離を L = 0,25 ... 0,3D の範囲内に保つことが望ましい。

銀行を選ぶときは、次の点を考慮してください。重要なのは内面の処理の綺麗さで、光沢があれば良いです。コイルと平行に接合部がないことが望ましいですが、ほとんどの場合接合部があるため、品質に注意し、必要に応じてはんだ付けする必要があります。コイルの下側の接地された端は、側壁に対して直角になるようにする必要があります。

上記に基づいて、著者が使用した jar は最良の選択肢ではないと結論付けることができます。 H/D 比は約 1 でした。これは、下部ターンが底壁に近すぎたためであり、品質係数が低下したことを意味します。計算誤差は8...10%を超えませんでした。ターン数は6,5であるはずですが、調整後は6であることが判明しました。

アンテナは直径 1 ～ 1,5 mm の 70 分の XNUMX 波長 (この場合は約 XNUMX cm) のワイヤで、受信信号のレベルはアンテナの向きとその位置に大きく依存します。受信機では、静電容量ができるだけ小さい高周波ゲルマニウム検出ダイオードを使用することが望ましい。

ヘッドフォンで大音量で受信するには、大きな受信信号電界強度が必要です。これはラジオ局のすぐ近くでも可能です。この場合、コンデンサ C2 の静電容量を減らすことによって、つまりスパイラルからワイヤを削除することによって、共振器の品質係数を高めるように努める必要があります。

ラジオ局までの距離が遠い場合、信号レベルが低いため電話の受信が困難になります。次に、検出器からの信号を超音波サウンダーに送信する必要があり、その入力抵抗は 100 kΩ 以上、感度は 1 ～ 3 mV である必要があります。そのような超音波サウンダーがない場合は、自分で作ることができ、VHF FM受信機全体を作ることができます。また、電界効果トランジスタ上に整合段を設けることで、既存の超音波測深器を使用することができます。

記事の著者と受信機のレイアウトをテストしたところ、送信無線局からの距離（最も近いが最も強力ではなく、距離が 2 km で、残りはさらに遠い）のため、受信された無線局は 2 つだけでした。数キロオームの抵抗を持つ電話機では弱いです。 UZCH を追加する必要がありました。その後、(この範囲で動作している 70 つのラジオ局のうち) 800 つのラジオ局が非常に大きな音量 (ほぼ同じ) で良好な品質で受信されました。そのうち 850 つはアンテナを水平に向けた場合に大きく受信され、125 つは垂直に受信した場合に大きく聞こえました。これらの無線局は周波数で約 XNUMX MHz 離れており、相互干渉は観察されませんでした。受信機は窓辺に設置され、アンテナの長さは約 XNUMX cm で、測定の結果、このレイアウトにおける負荷スパイラル共振器の帯域幅は約 XNUMX ～ XNUMX kHz であり、これは約 XNUMX の品質係数に相当することがわかりました。

信号レベルが高い場合は、入力コネクタをスパイラルの接地端の近くに接続することで品質係数を高め、選択性を高めることをお勧めします。受信機にはAGCシステムやリミッターがないため、AF出力信号の電圧は受信信号のレベルに依存することに注意してください。これは、より強力なラジオ局をより大きな音量で受信できることを意味します。

超音波回路図を図に示します。 5、a. その基礎は、標準的な簡素化された接続の K174UN7 マイクロ回路です。超音波サウンダの入力では、トランジスタ VT1 にソースフォロワが取り付けられており、入力抵抗が増加します。ボリュームは抵抗R3によって調整され、抵抗R4はマイクロ回路の最適なゲインを設定します。

空洞共振器を備えたVHFFM受信機
米。 5、a

受信機への接続は、できるだけ短いシールド線で行ってください。共振器と超音波サウンダーを 1 つの設計に組み合わせることで (たとえば、加入者スピーカーのハウジング内に)、優れた VHF FM 受信機を作成できます。受信位置の信号レベルが非常に高く、受信機出力の検出電圧が 5 V を超える一定の場合は、ソースフォロワ回路を図に従って変更する必要があります。 XNUMXB.

空洞共振器を備えたVHFFM受信機
米。 5b

UZCH のすべての部品は、ガラス繊維フォイルで作られたプリント基板上に配置されます。そのスケッチを図に示します。 6.

空洞共振器を備えたVHFFM受信機
図。 6

このデバイスでは次の部品を使用できます: 電界効果トランジスタ - KP303G、D、KP307A、B。極性コンデンサ - K50; 非極性 - K10-17; 可変抵抗器 - SP4、SPO; チューニング - SP3-19; 固定抵抗 - MLT、S2-33。

文学

ポリアコフ V. 理論: すべてについて少し。 4.3 AM ラジオ受信機。 - ラジオ、1999 年、第 9 号、p. 49,50。
Polyakov V. 検出器受信機の改良。 - ラジオ、2001 年、No. 1、p. 52、53。
ハンゼルG.フィルター設計ハンドブック。 -M.:Sov。ラジオ、1974年。

著者: I.アレクサンドロフ、クルスク

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