無線電子工学および電気工学の百科事典 VHF FM信号の同期ヘテロダイン受信機。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典 著者の意見では、アマチュア無線家の間で人気のある単純な同期 VHF FM 受信機と比較して、この受信機の設計が複雑であることは、感度と動作の安定性という主な特性の改善によって正当化されます。 ここで説明する受信機は、65,8 ~ 73 MHz の範囲の VHF FM 信号受信機です。 これまでに発表されたものとは異なり、感度が高く、チューニングの不安定性や隣接するチャネルのより強い信号への自発的なチューニングなどの固有の欠点がありません。 同期ヘテロダイン受信機の感度はそれによって制限されます。 DC アンプの「ゼロ ドリフト」は局部発振器の周波数制御ノードに影響を与え、受信機の同調を不安定にします。 著者が開発した設計では、DC電圧アンプの代わりにAC電圧アンプを使用することでゼロドリフトが減少し、受信機の感度を高めることができました。現在約 8 μV です。 さらに、局部発振器周波数制御ノードの電圧の変化は ZL1 振幅リミッタによって低減されるため、制御電圧の影響下で局部発振器周波数は 100 kHz を超えて変化しません。 したがって、周波数的に隣接するラジオ局への自発的な同調は排除される。 受信機は約34mAの電流を消費します。 そのブロック図を図1に示します。 XNUMX。 アンテナからの受信信号は、1 セクションのローパス フィルター Z1 と高周波増幅器 A1 を介して、ミキサー U2 の信号入力に供給されます。 もう一方の入力は局部発振器 G2 の電圧を受け取ります。 信号と局部発振器の周波数が等しくない場合、ローパスフィルターZ2、低周波増幅器A3を通したミキサーの出力に交流ビート電圧が形成されます。 加算器 A1 と振幅リミッター ZL5 は局部発振器周波数制御ユニット U2 に供給され、信号と局部発振器間の瞬時周波数差が約 72 Hz に減少するように局部発振器 G2 の周波数を変更します。 この周波数値は、ベースアンプ AXNUMX の帯域幅の下限によって決まります。 ローパスフィルタZ1の出力からの信号は、変調器U2の信号入力にも供給され、変調器U2の第2の入力は、補助低周波発生器G1から周波数20kHzの矩形交流電圧を受信する。 その結果、振幅変調された高周波電圧が変調器の出力で形成され、この電圧が高周波増幅器A4を介してミキサーU3 (fc)の信号入力に供給され、その2番目の入力が電圧を受け取ります。局部発振器 G20 (fg) から。 周波数 3 kHz の交流電圧がミキサー出力に現れます。 差周波数(つまり、ビート周波数 fb = fc - fg)の振動によって振幅が変調されます。 これはローパスフィルター Z5 を通したものです。 低周波増幅器 A4 は復調器 UXNUMX の信号入力に供給されます。 復調器の 20 番目の入力は、発生器 G2 から周波数 4 kHz の交流電圧を受け取ります。 復調器の出力では、信号の周波数と局部発振器の周波数間の瞬時差に等しい周波数の交流電圧が形成され、3 つのセクションからなるローパス フィルター Z1 を通過します。 加算器A3と振幅リミッタZL1は局部発振器周波数制御ユニットU5に入り、受信機PLLがビートモードからホールドモードに切り替わるように局部発振器G2の周波数を変更する。 ホールドオーバー モードへの移行が発生する信号と局部発振器の周波数の差は、Z5 フィルターのカットオフ周波数によって決まり、2 kHz (最小信号時) です。 したがって、PLL システムがホールド (同期) モードで動作している場合、高速周波数ドリフト (72 Hz < f < 10,6 kHz) は、ローパス フィルター Z1、高周波アンプ A1、ミキサー U1、ローパスフィルターZ2。 低周波増幅器A2、加算器A3、振幅制限器ZL1、周波数制御ユニットU5、および局部発振器G2。 遅い周波数ドリフト (<330 Hz) は、変調器 U2、高周波アンプ A4、ミキサー U3、およびローパス フィルター Z3 で構成されるチャネルによって補償されます。 ローパスアンプ A5、復調器 U4、ローパスフィルター Z4、発振器 G1。 受信機入力における信号周波数の瞬時値の偏差に比例する交流オーディオ周波数電圧 (72 Hz < fz < 10.6 kHz) が、低周波アンプ A2 から受信機出力に供給されます。 PLL システムの動的特性は、入力信号の振幅とローパス フィルター Z2 の周波数応答の形状によって決まります。 これはシングルリンク RC 回路です。 開ループ PLL システムの周波数応答の形状は 50 次リンクの周波数応答の形状に近いため、PLL システムは入力信号の振幅範囲が十分に広い同期モードで動作します。 受信機にはAGCシステムが搭載されていないため、入力信号の振幅が非常に大きい場合にはPLLシステムが自励動作します(準同期モード)。 ただし、この場合でも、PLL システムの自励発振は出力信号の品質に影響を与えないため、受信機は動作し続けます (PLL システムの自励発振の周波数は XNUMX kHz より高いことが判明しています)。 隣接チャネルの受信機の選択性はローパス フィルター Z2 のパラメーターによって決まり、スプリアス受信チャンネル (局部発振器の高調波) の選択性はローパス フィルターのパラメーターによって決まります。 Z1. 受信機の回路図を図2に示します。 XNUMX. アンテナからの信号は、絶縁コンデンサ C1 とローパス フィルターを通過します。 コンデンサC2〜C4およびコイルL1.12によって形成される。 トランジスタVT2で作られたアンプに送られます。 このアンプは、局部発振器の発振が入力回路に侵入するのを低減するのに役立ち、その増幅率は小さく、Ku < 4 になります。トランジスタはベース接地回路に従って接続されており、これにより高い UHF 直線性が確保され、ノイズ耐性が向上します。受信機(VT1.12トランジスタのUHFも同様の方式に従って作られています)。 フィルタ Z1 の特性インピーダンスは 5 オームに近いです。 カットオフ周波数は4MHzです。 要素 R6。 C8. R8。 C9は、トランジスタVT2で作られ、ミキサに供給される高周波電圧の位相をシフトする移相器を形成する。 数十度上がります。 これは受信機の感度を上げるために必要です。 事はそうです。 ホールド (同期) モードでは、ミキサー VT9 に入力される信号と局部発振器の発振の位相シフトが発生します。 同時に、VT2 変調器の高周波信号の遅延により、VT5 ミキサーの入力における信号と局部発振器の発振の間の位相シフトが 90° とは異なる場合があります。 周波数偏差が大きい弱い周波数変調信号を受信すると、周波数偏差が最大になった瞬間に短期間の同期障害が発生する可能性があります。 R3 要素からなるチェーン。 C2. R90。 C6. 高周波信号に追加の遅延を提供し、VT8 ミキサーの入力における発振の位相シフトを約 8 ° に設定できます。 両チャンネルのローパスフィルター Z2 と Z3 (それぞれ素子 R10、C12、R26、C29 上) と低周波アンプ A2 と A5 (DA1 と DA3 マイクロ回路上) の構造は同じであり、定格のみが異なります。使用されている要素の。 低周波信号は出力 DA1 から除去されます。 要素 R11、C15 は、高周波プリエンファシスを補正するために使用されます。 加算器 A3 と振幅リミッター ZL1 の機能は、DA2 チップによって実行されます。 変調器 U2 はトランジスタ VT3 で作成され、復調器 U4 はトランジスタ VT6 で作成されます。 ローパスフィルター Z4 の役割は、要素 R30、C30 によって実行されます。 R31。 C31. トランジスタ VT7 のエミッタフォロワは、ローパスフィルタのパラメータに対する加算器の影響を軽減します。 周波数制御ユニット U5 はバリキャップ VD1 で構成され、局部発振器 G2 はトランジスタ VT8、VT9 に基づいています。 補助低周波発生器 G1 は DD1 チップ上にあります。 周波数制御単位 Sγpr の傾きは 35 kHz/V です。 したがって、周波数偏差 (f = 50 kHz) がある場合、コンデンサ C19 のオーディオ周波数電圧は約 1,5 V となり、受信機の出力 (C15) では約 0,3 V になります。 受信機は、局部発振器コイル L3 のインダクタンスを変更することによって、ラジオ局の周波数に同調します。 受信機はジュラルミン板製のハウジングに組み込まれています。 製造時には、ヒンジ付きの取り付けが使用されました。 局部発振器はスクリーン内に封入されており、さらにテレビ用同軸ケーブルの部分によってコンデンサ C19 (制御回路)、C41 (電源)、およびトランジスタ VT2 と VT5 のゲート (局部発振器信号) に接続されています。 念のため、DD10 のピン 1 とトランジスタ VT3 のゲートを接続するワイヤはシールドされていますが、これは必須ではありません。 このデバイスには、固定抵抗器 MLT-0,125、セラミックコンデンサなどを使用できます。 CTまたはCM。 コンデンサ C2 ~ C4、C37 ~ C39、C42、C43 には小さな TKE が必要です。 酸化物コンデンサ - あらゆるタイプ。 トランジスタ VT1、VT4、VT8、および VT9 として、図で推奨されているものに加えて、900 MHz を超えるカットオフ周波数、2 pF 以下の遷移容量、および短絡を備えた適切な構造の他のマイクロ波を使用できます。 OS 回路の時定数 (10 ~ 15 ps 以下)。 トランジスタ VT1 および VT4 では、OS 回路の時定数と雑音指数が特に重要です。 置き換える必要がある場合は、上記のパラメータに対応する文字インデックスを持つ KT368、KT3109、KT325、KT355、KT372 が適しています。 VT6 および VT7 として、高周波対応構造の KT312 を使用できます。 KT3102。 任意の文字インデックスなどを備えた KT3107。K157UL1A (DA1 および DA3) の代わりに、K157UL1B を使用できます。K157UD2 (DA2) は、回路に示されている電源電圧で動作できる汎用オペアンプを完全に置き換えることができます。 他の文字インデックスを備えた KP2 は、VT3、VT5、VT327 として適しています。 コイル L1 ~ L3 は、外径 6 mm のフレームに PEL-1 ワイヤ 0.45 mm で巻かれており、それぞれ 5 回巻かれています。 それらのインダクタンスは真鍮トリマーと MXNUMX ネジによって調整されます。 適切に取り付けられ、保守可能な無線コンポーネントがあれば、受信機のセットアップは非常に簡単です。 可変抵抗器 R12 を使用してコンデンサ C19 の電圧を +4.5 V に設定し、コイル L3 のトリマを回転させる必要があります。 受信機をラジオ局に合わせて、最高の音質を実現します。 干渉がある場合は、コイル L1 および L2 の調整器を使用して、ローパス フィルターの境界をより正確に調整する必要がある場合があります。 相互誘導を減らすために、これらのコイルは次のように配置する必要があります。 軸が垂直になるようにします。 受信機パラメータを改善することができます。 たとえば、受信機の入力で XNUMX セクションのローパス フィルターを使用して、局部発振器の高調波のスプリアス受信チャネルの抑制を強化します。 ただし、この場合、フィルターコイルをシールドすることをお勧めします。 抵抗器 R13 の抵抗値を下げることにより、オーディオ周波数でのキャプチャ帯域幅を増やすことができ、受信機の感度が約 XNUMX 倍になります。 ただし、ここでは局部発振器の調整にさらに高い精度が必要です。 残念ながら、これにより受信機出力の信号対雑音比が低下します。 特定の受信状況において何がより重要かを選択する必要があります。 著者:A。セルゲイフ、サソボ、リャザン地域 他の記事も見る セクション ラジオ受信. 読み書き 有用な この記事へのコメント. 科学技術の最新ニュース、新しい電子機器: タッチエミュレーション用人工皮革
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