実験用短波オブザーバー受信機。スキーム、説明

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実験用短波観測受信機。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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受信機は、振幅 (AM) 変調と単側波帯 (SSB) 変調の信号を 20 m の範囲で受信するように設計されたダブルコンバージョンスーパーヘテロダインです。入力回路、UHF、および最初の局部発振器のコイルの巻線データを変更することなく、チューニングコアを使用して、受信機を 15 ～ 25 m の範囲で動作するように調整できます。20 m の範囲では、アマチュア無線局は伸縮アンテナで市内のアパートの 1 階で良好に受信されましたy の長さは約 XNUMX メートルで、送信状態が非常に悪い場合にのみ受信が困難でした。

受信回路は二重周波数変換を備えたスーパーヘテロダインで、KT368AMトランジスタ上のUHF、周波数調整可能な局部発振器を備えたK174PS1チップ上の最初のミキサー（図1）、2番目のミキサー（図3）、およびAM / SSB検波器（図XNUMX）で構成されています。

実験的な短波オブザーバー受信機
図。 1

実験的な短波オブザーバー受信機
図。 2

実験的な短波オブザーバー受信機
図。 3

受信機の動作を考えてみましょう。アンテナ (図 1) からの RF 信号は入力回路に入り、範囲の中間周波数に同調され、次に共振 UHF に同調されます。次に、増幅された信号は最初のミキサーに加えられ、6,465 MHz の最初の中間周波数に転送されます。その上に、L5 と 300 pF コンデンサで構成される並列回路が構成されます。 K174PS1 マイクロ回路の一部である最初の局部発振器の周波数は、109 つの可変抵抗器 (「粗調整」と「微調整」) を使用する KV2 バリキャップによって狭い範囲内で調整されます。最初のミキサーの出力から、信号は 174 回路のバンドパスフィルター (図 1) に送られ、次に 465 番目のミキサー (K174PS1 マイクロ回路) に送られ、その出力に 6 番目の中間周波数 (XNUMX kHz) が割り当てられます。 KXNUMXPSXNUMX の一部である XNUMX 番目の局部発振器の周波数は、水晶共振器によって XNUMX MHz の周波数で安定化されます。

受信機の第 6 中間周波数は 10 ～ 6,5 MHz から選択できます。アマチュア無線家が自由に使える適切な水晶共振器を持っている場合、XNUMX ループのバンドパスフィルタを圧電セラミックフィルタ (たとえば、周波数 XNUMX MHz のテレビのもの) に置き換えることが可能になります。

次に、157番目の中間周波数の信号が、K2XA3チップ上に作られた検出器（図10）に供給されます。この検出器は、振幅変調で信号を検出するように設計されています。トグルスイッチを使用して SSB 信号を検出するには、L12 コイルと 0,01 μF および 3300 pF のコンデンサで構成される追加回路がマイクロ回路のピン XNUMX に接続されます。

K22XA157 入力に取り付けられた 2 kOhm の抵抗値を持つ可変抵抗器は、XNUMX 番目のミキサーの出力から来る信号の振幅を調整します。 SSB 検出器は、入力信号の特定のレベルでのみ満足のいく品質の低周波信号を提供することに注意してください。もちろん、これによりアマチュア無線局へのチューニングが多少複雑になります。

構造と詳細

受信機は、9 V の電圧の安定化電源から電力を供給されます。K157XA2 マイクロ回路の電源電圧は 5 V であるため、1,1 kOhm の抵抗を持つクエンチング抵抗がマイクロ回路の電源出力に接続されます。電源電圧の小さなリップルでも、受信した SSB 信号に歪みが生じる可能性があるため、電源として電池を使用することをお勧めします。

マイクロ回路をソケットに取り付けることが望ましい。これにより、保守性に疑問がある場合の交換が容易になります。さらに、受信機を最大の感度に設定するプロセスでは、KT368AM トランジスタと K157XA2 マイクロ回路のコピーを選択することが望ましいです。

追加の SSB 回路のコンデンサとコイルを除く検出器のすべての要素は、干渉を防ぐためにスクリーンで保護する必要があります。

著者のバージョンでは、[3] で提案された方法に従ってインストールが実行されました。正方形の一辺は 3 mm で、共通ワイヤとスクリーンに接続されているすべてのポイントは、Textolite プレートの裏側にあるホイル付きワイヤジャンパによって接続されており、寄生ピックアップが排除されています。ウェハの幅は、ウェハ全体に取り付けられるマイクロチップパネルの長さよりわずかに大きくなります。

受信機はそれぞれ長さ 12 cm の XNUMX 枚のプレートに取り付けられています。 UHF、最初のミキサーと XNUMX 回路バンドパスフィルターがそのうちの XNUMX つに配置され、XNUMX 番目のミキサーと検出器が XNUMX 番目に配置されます。後者は、両面ガラス繊維のストリップで周囲がシールドされています。

SSB 検出器 (L12) のコンデンサとコイルはスクリーンの裏側にあります。 L12 コイルは、トリミングフェライトコアを備えた 60 セクションの小型フレームに巻かれています。スクリーンはなく、直径 0,15 mm のワイヤが 1,5 回巻かれています。コイルの位置が重要です。コイルは垂直に配置する必要があり、回路の他の要素および筐体の壁またはスクリーンまでの距離は 6 cm 以上である必要があります。コイルが筐体の近くに配置されたり、スクリーンで覆われたりすると、検出品質が低下します。受信機で使用される残りのコイルは、フェライト同調コアを備えた直径 7 ～ XNUMX mm のフレームに巻かれており、次の巻線データがあります。

L2、L4、L5、L6、L7、L8、L9 - それぞれ直径 18 ... 0,3 mm のワイヤを 0,4 回巻く (巻線 - ターンからターン)、
L1、L3、L10 - 対応する巻線上に直径 6 ... 0,3 mm のワイヤを 0,4 回巻き、
L11 - 直径 80 mm (バルク) のワイヤ 0,15 ターン。

著者のバージョンでは、コイルにはスクリーンがありません。スクリーンされる場合は、ターン数を約 1,3 ～ 1,4 倍に増やす必要があります。

受信機内の残りの部品は小型です。周波数の粗調整および微調整および利得制御用の可変抵抗器は、回転角に対する抵抗変化の線形依存性を持たせて使用することが好ましい。

最初の局部発振器の周波数を安定させるように受信機を設定する場合、局部発振器回路に含まれるコンデンサの TKE を選択する必要があります。コンデンサのおおよその TKE は次のとおりです: 200 pF - M1500、10 pF - M750、5 pF - M75。より正確に適合させるために、異なる TKE を持つ小型コンデンサを L6 コイルに並列にはんだ付けできます。

調整

受信機の調整は特別な機器を使用せずに実行されたため、その説明は多くの初心者無線アマチュアにとって役立つかもしれません。電源電圧と消費電流を制御するためのアボメータのみが必要です。

回路の最初のチェックとその調整のために、「チェス盤」は「正方形」の辺が約 4 ... 5 mm の大きめのものを使用する必要があります。パーツは非常に自由に配置され、必要に応じて簡単に変更できます。回路の最終構成後、すべての無線要素をより小さな基板に実装できます。

検出器回路を備えた受信機の取り付けを開始することをお勧めします (図 3)。抵抗値 22 kΩ の可変抵抗器と L12 コイルはこの段階では省略できます。電源電圧が超小型回路に印加されると、検出器に接続されたULFの出力にノイズが現れるはずですが、コンデンサを介してピン1に金属物体に触れたり、ワイヤを接続したりすると、ノイズが増加します。ピン 11 の電圧は 5V である必要があります。

次に、調整可能な局部発振器と UHF を備えた最初のミキサーを組み立てます (図 1)。 UHFへの電源電圧は印加できません。 L5 コイルと 300 pF コンデンサの代わりに、2 kΩ 抵抗が (ピン 2 と 3 の間に) はんだ付けされ、ピン 2 が検出器入力に接続されます。 465 kHz のピエゾフィルターに接続されています (図 3)。次に、K7PS174超小型回路（図1）のピン1に、容量100 pFのコンデンサを介して、アンテナが長さ約1,5 mのワイヤの形で接続され、ピン8に接続されたコンデンサが共通のワイヤに接続されます。したがって、この段階では、465 回の周波数変換と 9 kHz の中間周波数を備えた AM 信号を受信できる受信機が得られます。ミキサーには 6 V の電圧が印加されており、空気ノイズとおそらくラジオ局からの信号が ULF 出力に現れるはずです。 L174 コアを移動することによって AM ラジオ局の信号を「キャッチ」できる場合、最初のミキサーと検波器は動作していると主張できます。それ以外の場合は、K1PSXNUMX チップに障害がある可能性があるため、交換する必要があります。通常、適切に組み立てられ、保守可能な部品があれば、回路はすぐに動作し始めます。

この段階では、最高の感度で K157XA2 チップのコピーを取得できます。これを行うには、弱い信号に同調し、いくつかのマイクロ回路から最も効率的で高品質の受信を提供するインスタンスを選択する必要があります。

次に、2 番目のミキサーが作成されます (図 9)。マルチバイブレータから得られる振幅1000 V、周波数約4 Hzの単極パルス電圧を印加することにより、その性能を別途チェックします（図XNUMX）。

実験的な短波オブザーバー受信機
図。 4

アンテナとして、長さ 13..174 cm のワイヤが K1PS2 チップのピン 5 にはんだ付けされています (図 6)。6 MHz の周波数で動作している水晶局部発振器の変調信号は、放送 AM 受信機のアンテナをミキサーボードに近づければ、簡単に検出できます。レンジを切り替えて放送受信機の同調ノブを回すと、動作中の局部発振器の信号 (おそらくその高調波) を「キャッチ」でき、回路が動作していることを示します。 KPI を再構築することで、局部発振器の信号を見つけようとしています。この手順が正常に完了すると、KPI は固定コンデンサに置き換えられます。局部発振器信号が検出できない場合は、水晶共振器または超小型回路を交換する必要があります。通常、修理可能な部品と適切な取り付けがあれば、ミキサーはすぐに動作します。

次に、11 番目のミキサーが検出器に接続されます。これらのノードに電源電圧を印加し、L1 コアの位置を変更することで、ULF 出力で最大のノイズ信号が得られます。これは、長さ約 7 m のワイヤがコンデンサを介して 174 番目のミキサの K1PS6,465 マイクロ回路の端子 5,535 に接続されると増加します。これは、この場合、受信機がおよそ 300 MHz (または 9 MHz) に調整されていることを示します。この段階で、10 ループのバンドパスフィルターを 8 番目のミキサーの入力に接続できます。フィルタの設定は以下の順序で行います。まず、（図によると）右側の回路（容量 XNUMX pF のコンデンサとコイル LXNUMX および LXNUMX）が接続され、コイルコアの位置を変更することで、同調コンデンサに接続されたアンテナで ULF 出力のノイズを最大にします。次に、XNUMX 番目の回路をカップリングトリマーコンデンサ (LXNUMX コイルと) を介して接続し、再度最大ノイズに調整します (アンテナは次のトリマーコンデンサに接続されます)。カップリングコンデンサの静電容量もループのチューニングに影響することに注意してください。次に、XNUMX 番目の回路が接続され、バンドパスフィルターが複合体内で調整されます。

次のステップは、最初のミキサーの出力をバンドパスフィルターの入力に接続することです (図 1)。以前に取り付けた 2 kΩ 抵抗の代わりに、回路が接続されています (L5 と 300 pF コンデンサ)。この段階ではUHFは接続されていません。アンテナは 7 pF のコンデンサを介して端子 100 に接続されています。ピン 8 に接続されたコンデンサは共通のワイヤに接続されます。

電源電圧が印加されると、ULF 出力にイーサノイズが現れるはずですが、L5 を調整すると最大に達します。コイル L6 のインダクタンスを調整することで、19 または 25 m の範囲で運用されている放送ラジオ局に同調できます。受信状態を良くするには、アンテナの長さを長くする必要がある場合があります。さらに、一部の無線局の信号では、最高の受信品質が得られるようにミキサーとバンドパスフィルターが調整されます。チューニング完了後、コイルのコアをパラフィンで固定します。

次に、ゲインコントロール (検出器入力に取り付けられた 22 kΩ 可変抵抗器) と SSB 検出器回路を接続します (図 3)。後者をオンにすると、AM 信号の受信に伴うダイナミクスにホイッスルが表示されます。アンテナを長く接続することで、単側波帯変調で動作するアマチュア無線局をキャッチしようとしています。これが成功した場合 (通過時間と時間帯によって異なります)、L12 コアを調整することにより、最高の音声明瞭度が達成されます。

22 kΩ 抵抗を使用して XNUMX 番目の中間周波数の電圧レベルを調整することにより、検出器は最も効率的な動作モードに調整されます。

単側波帯送信機の放射スペクトルの幅は振幅変調送信機の放射スペクトルの幅より狭いため、SSB 信号を受信する場合は、チューニングを慎重に行い、「チューニング微調整」ポテンショメータを使用して局部発振器の周波数を正確に「調整」する必要があることに注意してください。

スイッチング回路 K157XA2 (ピン 4) には、アスタリスクの付いた抵抗があります。低音のゲインを設定する役割を果たし、その抵抗はチューニング中に選択されます。点線で示されているコンデンサの使用の適切性は、SSB 信号の検出の品質に基づいて決定されます。

最終段階は、UHF の接続 (図 1) と、その後の受信機の最大感度に応じた入力と出力に設置された回路の調整です。まず、アンテナを56 pFのコンデンサを介してKT368AMトランジスタのベースに直接接続し、コレクタで回路をセットアップします。次に、入力回路が接続され、設定されます。後者の設定は、使用するアンテナによって異なります。

ULF なしの受信機の消費電流は約 30 mA です。

説明した設計に基づいて、振幅および単側波帯変調を備えた無線局を受信するためのマルチバンド受信機を製造することが可能です。実際には、（AM 検波器をオンにして）CB バンドの FM 信号を聞くことも可能ですが、明瞭さにはまだ改善の余地があります。ただし、K174XA26チップ上の別のFM検波器が受信機に含まれている場合は、それを最初のIFパス(6,465MHz)の出力に接続することで、本格的なFM受信が可能になります。これを行うには、説明した技術を使用して、調整可能な局部発振器と UHF を備えた最初のミキサーをレンジごとに個別に製造します。このようなモジュールの寸法は約 2,5..3 x 7..8 cm で、この場合、アンテナ回路、電源電圧、設定、および最初の IF の出力をそれぞれ切り替える範囲の切り替えには、4 つのセクションを備えた通常のスイッチが適しています。

結論として、最初の局部発振器（図1）のコイルとコンデンサのパラメータの組み合わせが失敗すると、周波数の「振動」が発生する可能性があり、SSB検出の品質が大幅に低下する可能性があることに注意する必要があります。このような影響が発生した場合には、コンデンサを交換するか、L6コイルを作り直す必要があります。一般に、受信機のセットアップには特に問題はありません。インストールがエラーなく完了し、部品が良好な状態であれば、成功は保証されます。

文学

Gorbaty V.I. アマチュア VHF 無線機、1984 年
Bulychev A. L.、Galkin V. I.、Prokhorenko V. A. アナログ集積回路。参考書 - ミンスク、ベラルーシ、1985
V. コーディレフ。レイアウト用の「チェス盤」 - Radiomir、2001、No. 11

著者: V.ホディレフ、ペルミ

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