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無線電子工学および電気工学の百科事典 ユニバーサル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
数年前、著者は、切り替えによって、または極端な場合には最小限の変更で、広い周波数範囲でチューニングし、広帯域と狭帯域の両方の FM を受信できる小型のモバイル シングル チャネル受信機を作成するという課題に直面しました。 . K174XA34 などに基づくシングルチップ FM 受信機の技術的説明と実験の研究により、後者は感度と選択性が低く、帯域幅を制御できないこと、外部アンテナの使用に問題があるなど、本格的な設計で使用するには完全に失敗していることがわかりました。安定局部発振器など それから、著者は、準備ができているものを見つけることを望んで、過去数年間のほぼすべての雑誌「ラジオ」と「ラジオアマチュア」に目を通しました。 残念ながら、予想通り、何も見つかりませんでした。 しかし、構造 [5,8,9] は最大の関心を呼び起こしました。 さらに、最適な設計は [9] の HF と変換器、[5] の IF と検出器、[8] の HPF と VLF のようになりました。 同時に、デザインはかなり面倒であることが判明しました。 検索の次の段階は、チップ メーカーのインターネット サイトのレビューでした。 MOTOROLA の Web サイトで、著者が [13] 上記の設計のすべてのアイデアを実際に含む受信機回路を発見したのはここでした。 マイナーな追加と明らかな「失敗」を除いたこの受信機のスキームを図 1 に示します。
上記のスキームに創造的に取り組んだ著者は、次のバージョンを実装しました（図2）。 受信機回路は、[13] の推奨事項と、参考文献リストに記載されているものと記載されていないもの、および [1] に記載されている理論を考慮して構築されています。 普遍的な概念がおそらく完全に正しいとは限らないことに注意してください。 むしろ、レシーバーはベースと呼ぶことができます。 この設計により、周波数シンセサイザーと11,12,13番目の周波数変換を簡単に追加できるため、適切な通信受信機になります. これらの問題の詳細については、MOTOROLA の Web サイトから必要なドキュメントをダウンロードすることをお勧めします [XNUMX]。 ちなみに、後で説明するXNUMX番目の周波数変換に頼ることなく、受信機を狭帯域にすることが可能であることに注意してください。 受信機は、調整要素の値を変更せずに、70 ～ 150 MHz の範囲で再構築できます。 受信機の実際の感度は約 0,3 μV です。 供給電圧 - 9 ボルト。 MC3362 の電源電圧は 2 ～ 7 ボルト、MC34119 は 2 ～ 12 ボルトであることに注意してください。 したがって、MC3362 は 78L06 電圧レギュレータを介して 6 ボルトの出力電圧で電力供給されます。
受信回路 レシーバーの入力段は伝統的な共振回路に従って作られています。 アンテナ A1 からの信号は結合コイル L1 を通って入力回路 L2 に入力されます。 アンテナとの誘導接続は偶然に形成されたものではありません。 これが、さまざまなアンテナと広い周波数範囲にわたって良好なマッチングを保証する唯一の方法です [1,6,7、307、350]。 増幅素子として電界効果トランジスタKPXNUMXGを使用しています。 指定されたトランジスタは、高いスロープ特性と許容可能なノイズ性能を備えています。 ダブルゲートのKPXNUMXも同様の特性ですが、静電気を非常に恐れます。 実際、RF アンプとしては、既に使用していてその性能に自信があり、設置や設定の経験のある、どのようなトランジスタでも、どのような回路でも使用できます。 静電気を恐れない KP327 を使用することもできますし、さらに優れているのは、最新の TV の SCM ユニットで使用されている BF998 ダブルゲート電界効果トランジスタを使用することもできます。 最大 1 GHz の周波数、雑音指数 0.6 dB。 (しかし、ここにはおそらくいくつかの狡猾さがあったでしょう。たとえば、周波数 368 MHz の KT900 の雑音指数は 3 dB ですが、周波数 60 MHz ではあります。そして、900 で何が起こるかは誰にもわかりません。) ちなみに、R1 と C2 は回路から除外できることに注意してください。 これらは、熱雑音の追加の原因となります。 [1] 増幅された信号はL3回路に割り当てられますが、これはアンプの安定性を高めるために不完全に含まれています。 回路 L3 から、結合コイル L4 を介して、信号はミキサに入ります。 このようなスキームは、UHFとミキサーの相互影響を最小限に抑え、選択性を高め、差動回路に従って作成されたミキサーの入力段との最大のマッチングを保証します。 基準周波数は、内部局部発振器からミキサに供給されます。 局部発振器の基準要素は、周波数をわずかに調整するために抵抗R7を使用できる電圧を変更することにより、C5L6と組み込みのバリキャップマトリックスです。 抵抗器 R5 は、「ストレッチ」を作成するように設計されています。 原則として、R5、R6、および C6 を除外し、MC23 の 3362 脚をプラス線に接続し、要素 C7 および L5 を使用して再構築を実行できます。 20 番ピンから、局部発振器信号を周波数シンセサイザー (またはデジタル スケール周波数メーター) に供給することができ、この場合、制御電圧を 23 番ピンに印加する必要があります。 6,5 MHz の差周波信号 (ただし、10,7 MHz と 5,5 MHz の場合もあり、これは確認済み) が圧電セラミック フィルター Z1 に供給され、さらに、第 XNUMX IF と第 XNUMX コンバーターをバイパスして、第 XNUMX IF、リミッティング アンプに供給されます。そして位相検出器。 位相検出器から、13 kHz を超える周波数をカットオフする C9R5 のハイパス フィルター [2,3] を介して、信号は MC34119 チップ上のブリッジ回路に従って作られた LF アンプに供給されます。 。 174 シリーズとは異なり、このアンプは、大幅なゲイン、高い自己励起耐性、低い自己ノイズ、非常に高い効率、および少数の追加要素を備えています。 20 オーム負荷への出力電力は約 0,2 ワットです。 受信機をブロードバンド ブロードキャスターとして使用する予定がある場合は、[13] の推奨事項に基づいて C9R2,3 の値を変更するか、この回路を完全に削除することをお勧めします。 詳細と構造 残念ながら、受信機バージョンは「ボックス」バージョンには反映されませんでした。 第一に、これは必須ではありませんでした、そして第二に、著者は「とかして舐める」ことよりも「知識と創造」のプロセスにはるかに興味があります。 したがって、この設計を再現したい場合は、プリント基板を自分で作成する必要があります。 ちなみに、これは図面があっても行わなければなりません。 多くの場合、作者が使用した要素が存在しません。 スキームは非常に単純なので、これに問題はありません。 著者が使用したブレッドボードの寸法は 100x30 mm で、厚さ 1,5 mm の両面フォイル グラスファイバーでできています。 すべての部品はプリント導体の側面に配置されており (穴を開ける必要はありません)、もう一方の側面はスクリーンとして使用されます。 それがどれほど良いか、私には言えません。 これが驚くべき能力の出現に寄与しているのではないかと私は疑っています。 産業用 VHF および UHF ユニットを見ると、何らかの理由でそれらはすべて片面箔で作られているか、一般に吊り下げ式取り付けで作られています。 抵抗器、コンデンサー、電解コンデンサーは、どのようなタイプのものでもかまいません。 PDAタイプのトリマコンデンサですが、他にもあるかもしれません。 それ以降のバージョンでは、CPV 2-35pf を使用しました。 そして、サイズが小さくなり、オーバーラップが大きくなります。 抵抗器 R6 はマルチターンを使用することが望ましいです。 LC 位相検出器の輪郭は輸入受信機 (中国製) から取得したもので、緑色または青色でなければなりません。 このような回路の周波数 10,7 MHz における静電容量は 90 pF です。 したがって、6,5 MHz の周波数では 150 pF、5,5 MHz では 250 pF の追加容量 Ca が必要です [14]。 圧電セラミックフィルタＺ１は、どのようなタイプのものでもよい。 マイクロ回路は1オーム（300 MHzの場合）の出力インピーダンスと入力（10,7 kHz）で1,5 kΩ用に設計されていますが。 ただし、すべてのフィルターは正常に機能します。 フィルターは同じ周波数でも異なり、帯域幅が異なり、動作周波数の約 455 ～ 10% であるため、選択性が異なることに注意する必要があります。 さらに、20 MHz と 6,5 MHz の周波数では、バンドパス フィルターに加えて、ノッチ (抑制) フィルターも生成されます。 それらは通常、5,5 つのドットでマークされ、XNUMX つのストライプで示されます。 インダクタ L2、L3、L5 は同じ設計です。 これらは、直径 5 mm のフレーム (このようなフレームは、第 3 世代と第 4 世代の SKM および SKD TV で使用されています) に、0.7 mm の銀メッキ線で巻かれており、それぞれ 5 回巻かれています。 巻き長さ6mm。 コイルは垂直に配置されています。 コイルの中にコアがあります。 高帯域動作 (140 MHz) の場合は真鍮、低帯域動作 (70 MHz) の場合はフェリ磁性です。 通信コイル L1 は、上部端子 L4 に PEL 0,3 ワイヤを備えた 2 ターン (ターン トゥ ターン) を持っています。 通信コイル L4 は、上部端子 L2 に PEL 0,3 ワイヤを備えた 3 ターン (ターン トゥ ターン) を持っています。 L2 と L3 での分岐は途中から作られています。 すべての等高線は、次の考慮事項に基づいて [14] を使用して計算されました。 巻き長さは6 mm、巻き数は5 + 1（追加の巻きはタップの長さとトラックのインダクタンスを考慮します）、巻き直径は5.5 mm（0.5 mmは緩みを考慮します）です。巻き）。 計算すると、L=0.13μHとなります。 108 MHz の周波数に同調するには、コンデンサの静電容量は次のようにする必要があります: C1=C4=17 pF。 局部発振器は受信周波数以下で動作し、最小静電容量が約5 pFのバリキャップマトリックスが回路にさらに接続されているため、C5 \u19d 5-14 \uXNUMXd XNUMX pFになります。 2 ～ 3 pF の実装容量と 2 pF のソース-ドレイン容量を考慮すると、計算結果は実際の結果とほぼ完全に一致しました。 (17 - 3 - 2 \u12d 1 pF。C4とCXNUMXが示したのはこの静電容量でした。) 局部発振器の制限周波数は 140 MHz で、黄銅のコアを考慮すると - 150 MHz です。 144MHz以上で受信機を使いたい方は、コイルL2、L3、L5の巻き数を4に減らすことをお勧めします。 調整 ULF チューニングは必要ありません。 [12] で推奨されているように、ゲインと低音帯域幅の最適値を得るために R4 の値を選択する必要がある場合があります。 PD を調整するには、ピエゾ フィルタをピン 19 から切り離し、選択した IF の周波数で周波数変調信号を適用します。 例えば、私は従来の 2 点水晶発振器を使用し、バリキャップを水晶と直列に接続し、[XNUMX] の単一トランジスタ上の従来の AF 発生器で変調しました。 局部発振器を特定の範囲に調整するために、同じ RF 発生器を使用して、それを LC 発生器に変換し、同じ単一トランジスタ RF を使用しました。 発電機は受信機の隣にあり、そこでUHFはオフになり（抵抗R4ははんだ付けされます）、コンデンサC7は発電機の周波数に調整されます。 次に、UHF を接続し、容量 C1 を最小に設定し、容量 C3 によって L4 を最大信号音量に調整します。 次に、アンテナが接続され（50〜100 cmのワイヤ）、L2回路がコンデンサC1で調整されます。 輪郭の最終的な微調整は、コアの調整によって行われます。 L2 を微調整しているときに UHF が励起され始めた場合は、受信周波数よりも少し離調したままにするか、L2 からタップを「上げる」か、C3 の「接地」端を接続に半田付けして「中和」を適用することをお勧めします。ポイントR3R4C5。 「について」についてのいくつかのメモ。 指定された受信機は、狭帯域バージョンに変換できます。 これにはいくつかの方法があります。 1) 1 番目の変換を有効にします。 これは、図 XNUMX に示す図を見ると簡単に実行できます。 クォーツは、最初の IF の 465 kHz 上または下で選択する必要があります。 画像チャネルの選択性を高めるには、最初の IF を 10,7 MHz にすることが望ましいです。 LC 回路はロシアのトランジスタ SV-DV-KB 受信機の IF から使用する必要があります。 輸入（中国）受信機の黄色の輪郭を使用することには問題があります。 同調周波数は 455 kHz ですが、常に 465 kHz まで到達できるとは限りません。 フィルタ Z2 (図 1) として、FP1P-024、FP1P1-60.1 などを使用できます。 2) Z1 (図 2) を、周波数 1 MHz、帯域幅 1 kHz、サイズが非常に大きい既製の水晶フィルター FP307P18-10,7-18 に置き換えて、単一の変換を使用する場合、ノーダル レシーバーを作成できます。 、または同じ周波数と 10,7 kHz 帯域幅の MCF-15 -15 を使用します。 このフィルターの寸法は、15x10x10 mm よりもはるかに小さいです。 ただし、このオプションには重大な問題があります。 その本質は、周波数（位相）検出器の出力低周波電圧が小さいほど、BHコンターの帯域が広くなり、周波数偏差が小さくなることです。 (これは、ナローバンド FM が低い IF を使用する理由をさらに説明します。) したがって、十分な音量を得るには、LC 回路の帯域幅を狭くするか (これは非常に困難です)、ULF の前に追加のアンプを配置する必要があります。 そして、それらはノイズです！ もう10,7つのオプションがあります。 [5] で実装されているように、LC の代わりに 3362 MHz の水晶振動子を使用します。 ただし、MC13136 はこのアプリケーション用に設計されておらず、作成者はテストしていません。 これを行いたい人には、ほぼ同様の MCXNUMX チップを使用することをお勧めしますが、LC の代わりに、ブラック ホール内の水晶振動子用に設計されています。 さらに、両方のオプションには共通の欠点があります。 帯域幅が狭いと、局部発振器周波数の変動が非常に顕著になります。 シンセサイザーまたは水晶の安定化が必要です。 もう2つの観察。 受信機 (図 10,7) では、著者は最初の 6,5 MHz IF と 1,5 番目の 2 MHz を作成する二重変換を実行しました。 結果は憂鬱でした。 受信機は、3〜XNUMX kmの距離にあるXNUMX kWの電力を持つラジオ局をほとんど受信しませんでした。 マイクロ回路を交換しても何の結果も得られなかったので、それ以上の手続きは行いませんでした。 レシーバーをさらに小型化したい方には、ケースにUHFトランジスタを内蔵し、ノイズリダクションシステムを搭載したMC3363の使用をおすすめします。 しかし、それは平面パッケージでのみ製造されているため、取り付けが複雑であり、MS200の250ルーブルに対して、約25〜3362ルーブルとはるかに高価です。 MC34119 の価格は同じです。 いくつかの結論 上記の受信機、および中国の受信機、Ural-Auto、Melodiya-106のRFおよびIFブロックを使用して実験します。 私は開発された受信機から HF を使用し、別の受信機から IF を使用し、その逆も同様です。著者は、おそらく既に知られている次のいくつかの結論を下しました。 1) 受信機の品質 (感度と選択度) は、主に IF-FR ブロックの品質によって決まり、実質的に RF ブロックとは無関係です。 2) IF ユニットの集中選択フィルター (FSS) は、圧電セラミックや水晶フィルターよりも大幅に優れた性能を発揮します。 周波数帯域に信号を割り当て、ノイズとともに帯域全体をカットしないでください。 3) PD と BH の代わりに、4 回路のバンドパス アンプを 5 ～ 7 カスケード接続し、フラクショナル検出器を使用することをお勧めします。 [XNUMX] 文学 1. Barkan V.F.、Zhdanov V.K. ラジオ受信機. 1972. 出版物：N。ボルシャコフ、rf.atnn.ru
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