Приемный тракт 27 мГц

Принципиальная схема приемного тракта показана на рисунке. Тракт построен на основе микросхемы МС3361. При приеме питание и сигнал от антенны поступает на УРЧ на транзисторе VT1. Диоды VD1 и VD2 защищают вход УРЧ от статического электричества, которое может быть в антенне, и от случайного проникания сигнала с выхода передатчика, если тракт работает в составе радиостанции. Далее сигнал сразу поступает на базу транзистора VT1.

Сопротивление R1 в базовой цепи транзистора VT1 относительно мало, поэтому каскад работает в барьерном режиме, характерном малыми шумами и высоким усилением на ВЧ. При необходимости понизить ток потребления, каскад легко перевести в обычный режим, увеличив сопротивление R1 до 150-250 kOm.

В коллекторной цепи VT1 включен контур L1-C3-C4, настроенный на частоту принимаемого канала. Конденсаторы СЗ и С4 входят в состав контура и одновременно составляют емкостный трансформатор, необходимый для согласования контура с входом преобразователя частоты микросхемы А1.

Тракт ВЧ-ПЧ выполнен на микросхеме А1 - МС3361 по почти типовой схеме. Разница в том, что для улучшения запуска гетеродина преобразователя частоты микросхемы, в цепь гетеродина включен дополнительный последовательный контур C5-L2. Подстройкой катушки L2 можно в небольших пределах изменять частоту гетеродина, что может потребоваться при точном сопряжении частот приемника и передатчика, и обеспечения минимальных искажений при демодуляции и максимальной дальности приема.

Гетеродин работает на частоте 27,575 MHz, что выше частоты принимаемого сигнала (27,12 МГц). Возможна работа и на частоте ниже частоты принимаемого сигнала, это зависит от того, какие кварцевые резонаторы есть в вашем распоряжении.

Сигнал промежуточной частоты 455 kHz выделяется пъезокерамическим фильтром Q2 на полосу с центральной частотой 455 kHz. Это фильтр от импортного карманного приемника с АМ-диапазоном. Если имеющиеся у вас резонаторы для приемника и передатчика дают разность в частоте 465 kHz, нужно на месте Q2 использовать отечественный фильтр (на частоту 465 kHz).

В частотном детекторе работает контур Т1, в качестве которого используется готовый контур ПЧ от импортного карманного приемника с AM диапазоном. Экран контура соединен не с общим минусом, а с положительным полюсом питания. Это необычно, но не принципиально, - просто так удобнее с точки зрения монтажа.

Низкочастотный сигнал выделяется на выводе 9 А1 и поступает по двум направлениям, - на выход через С15 и на систему шумопонижения микросхемы А1.

Система шумопонижения сделана по схеме, рекомендованной производителем микросхемы МС3361 , с той лишь разницей, что порог устанавливается не переменным, а подстроечным резистором R5. Порог шумопонижения устанавливают в процессе налаживания этого радиотракта и в процессе эксплуатации его не изменяют. Впрочем, можно вернуться к типовой схеме, и установить вместе R5 переменный резистор, который вывести наружу корпуса радиостанции и пользоваться им в процессе эксплуатации.

Выходом системы шумопонижения является вывод 14 микросхемы А1, там находится ключ, замыкающийся на общий минус при отсутствии приема сигнала. Его можно использовать для индикации приема или для блокировки внешнего УНЧ. В простейшем случае, его можно соединить с правым по схеме выводом С15, чтобы он шунтировал выход, когда нет приема полезного сигнала.

Схема собрана на печатной плате, сделанной из фольгированного стеклотекстолита.

Плату можно сделать, как при помощи персонального компьютера и лазерного принтера или «фотопозитива», так и «дедовским» способом, - перевести точки расположения отверстий на заготовку кернением, рассверлить, и нарисовать печатные дорожки нитрокраской лаком, но удобнее - перманентным маркером. Потом, - травление в растворе хлорного железа.

Катушки L1 и L2 намотаны на пластмассовых каркасах с ферритовыми сердечниками от модулей цветности телевизоров УСЦТ. Сейчас это наиболее доступные и практически бесплатные каркасы. Можно использовать и другие каркасы диаметром 5 мм с подстроечными сердечниками диаметром 2,5 мм из феррита. Телевизоры данного «модельного ряда» часто оказываются выброшенными в самых неожиданных местах, и часто идут в разборку.

Катушка L1 содержит 6,5 витка провода ПЭВ 0,2-0,4. Катушка L2 - 8 витков того же провода.
Контур Т1, - готовый контур ПЧ на 455 kHz от импортного карманного приемника. Такие контура часто встречаются в продаже. Если такого контура нет, можно использовать самодельный. Для этого нужно намотать на таком же каркасе как L1 и L2 катушку из 90 витков провода ПЭВ 0,1-0,15 и включить параллельно ей конденсатор на 620-680 pF. Желательно предварительно этот контур настроить на частоту около 455 kHz при помощи генератора, а окончательную настройку выполнить уже при налаживании приемного тракта.

Фильтр промежуточной частоты Q2 от карманного приемника импортного производства, на промежуточную частоту 455 kHz. Марка и тип фильтра не известен (в магазине просто написано - «фильтр на 455 кГц»). Где вход, а где выход тоже не обозначено. Попробовал и так и так, -никакой разницы, наверное он симметричный. Средний вывод общий, а крайние -вход и выход.

Кварцевый резонатор Q1 должен по частоте отличаться от частоты принимаемого сигнала на значение ПЧ - 455 kHz. Если таких пар резонторов нет, но есть с разницей в 465 kHz, - нужно и фильтр ПЧ использовать на 465 kHz.

Проверьте работоспособность гетеродина по наличию ВЧ напряжения на выводе 2 А1 (ВЧ-вольтметр или осциллограф подключайте к этому выводу через конденсатор емкостью не более 3 pF). Подстройке катушку L2 так, чтобы была устойчивая генерация.

При налаживании нужно контролировать выходной сигнал подавая его на какой-то УНЧ, чтобы можно было прослушать качество приема. При этом можно пользоваться передатчиком любой СВ-радиостанции, работающей на частоте этого канала с узкополосной частотоной мрдуляцией, как генератором сигналов. Унесите включенный передатчик с зафиксированной нажатой одной из кнопок тонального вызова и подключенной антенной, подальше. Отсоедините вывод 16 А1 от конденсаторов СЗ и С4 и подключите к нему отрезок монтажного провода длиной не более метра. Установить R5 в среднее положение.

В динамике (или наушниках), подключенном на выходе тракта должен быть слышен сигнал вызова. Немного подстройте Т1 так, чтобы искажения были минимальными. Отнесите передатчик дальше и повторите подстройку. Затем, отключите провод-антенну от вывода 16 А1 и подключите на базу VT1, а вывод 16 соедините с конденсаторами СЗ и С4. Подстройте катушку L1 по максимальной дальности приема сигнала
передатчика.

Экспериментируя с дальностью приема более точно подстройте L1, L2 и Т1.

Агапов В.Н.
Литература:
1. Агапов В.Н. «СВ-радиостанция с индивидуальным вызовом». ж.Радиоконструктор, №8, 2006.

Это схема коротковолновой радиостанции содержит в своем составе всего три транзистора. Самая простая рация для повторения начинающими радиолюбителями. Конструкция была взятая из старенького журнала, но актуальности своей ни капли не потеряла. Единственное, что устарело, так это радио компоненты, которые необходимо заменить на современные аналоги, в результате характеристики радиопереговорного устройства улучшатся.

Схема радиостанции

Схема простая, особенно если понимать её работу. Предлагаю вам сразу визуально разделить её на левую сторону с одним транзистором и правую с двумя транзисторами. На транзисторе VT1 собран передатчик и приемник одновременно. Когда переключатель замыкает контакты «1», рация находится в режиме приема и этот транзистор работает в режиме сверхгенеративного детектора. А когда замыкаются контакты в режим «2» - это передача и транзистор работает как задающий генератор. С этим, я думаю понятно. На транзистора VT2, VT3 собран простой низкочастотный усилитель, который в зависимости от положения переключателя либо усиливает сигнал с микрофона и передает его на передатчик, либо усиливает сигнал сверхгенеративного детектора и передает его на громкоговоритель. Кстати, громкоговоритель и микрофон это один и тот же элемент – высокоомный телефонный капсюль ДЭМ.

Детали для радиостанции

Катушка L1 намотана на каркасе диаметром 8 мм с ферритовым сердечником виток к витку и имеет 9 витков провода ПЭЛ диаметром 0,5 мм. Катушка L2 намотана поверх катушки L1 и имеет 3 витка того же провода. Катушка L3 имеет диаметр 5 мм и содержит 60 витков провода ПЭЛ диаметром 0,5 мм. В качестве дросселя L4 можно использовать первичную обмотку выходного трансформатора транзисторного приемника.

Конструкция антенны

Антенна сделана мной из толстого алюминиевого провода, с куском изоляции, поверх которой и намотана катушка L3.

Моя модернизация

Я делал такую рацию ещё в школе, но тогда уже поменял все транзисторы на более современные и с высоким коэффициентом усиления. К примеру, я заменил VT1, VT2 на КТ361, а VT3 на КТ315.
Сейчас я бы конечно поменял полярность питания и полярность конденсаторов, заменил все транзисторы с структуры n-p-n на p-n-p, и p-n-p на n-p-n. Ну и установил бы современные транзисторы. Требований к транзисторам особо никаких нет, поэтому подойдут абсолютно любые.
Автор схемы говорит, что радиус действия однотипных радий на открытой местности – 100-200 метром. Я же разгонял такие рации до 500 метров, для этого использовал современные транзисторы, антенну увеличил до 900 мм, плюс увеличил ток генератора, заменив резистор 100 Ом на 50 Ом. Кто-то скажет, что все из-за увеличения антенны, с чем я не соглашусь и скажу, что с «родной» антенной мне удавалось связь на 300 метров.

Настройка

Если вы собрали рацию правильно и из исправных деталей, то вся настройка сведётся к настройке катушки L1 на частоту 27 МГц. Делать это можно подстрочным сердечником, либо конденсатором в контуре.

Ремонтируя радиоуправляемую детскую игрушку, обнаружил, что весь радиоприёмник собран на одном транзисторе, который выполняет функцию сверхрегенеративного детектора. Такая же простая конструкция приёмной части встречается в детских радиостанциях «Уоки – Токи». Высокая чувствительность и избирательность обеспечиваются детектором на одном активном элементе – транзисторе, а особенность заключается в том, что он может детектировать сигнал как с АМ (с амплитудной модуляцией), так и с ЧМ (с частотной модуляцией). Такой приёмник перекрывает как любительский диапазон 28 – 29,7 МГц, так и диапазон Си – Би, 27 МГц. В порыве ностальгии я решил собрать такой сверхрегенератор, чтобы использовать его как составную часть суперсверхрегенеративного приёмника.

Сверхрегенеративный приёмник на 28 МГц.

Именно с него пришлось начать, чтобы полностью собрать всю схему суперсверхрегенеративного приёмника на диапазон FM (87,5 – 108) МГц.

Частота 28 МГц оказалась оптимальной, так как ни третья 84 МГц, ни четвёртая 112 МГц гармоники сверхрегенератора не попадают на вход диапазона 87,5 – 108 МГц, УКВ ЧМ (FM ) приёмника, который я решил сделать. Получается, что излучение сверхрегенератора не будет забивать приём радиовещательных станций FM помехами. На этой частоте (28 МГц) я попытался оптимизировать детектор, обеспечив, таким образом, приемлемые нелинейные искажения и уровень собственного шума, чувствительность, устойчивую генерацию, сопровождающую вспышками гашения с частотой 70 кГц. Сделать такое намного проще на фиксированной частоте, чем на протяжении всего диапазона FM длиной в 20 МГц перестраивать сверхрегенеративный детектор.

Рис. 1. Сверхрегенеративный приёмник на частоты 27 и 28 МГц.

Сама схема сверхрегенератора (транзистор Т2) не отличается от традиционных схем аналогичных детекторов, которые используются до сегодняшнего дня.

Селективный каскад (транзистор Т1) имеет на входе полосовой фильтр (L 1 – L 3), а его выход загружен на фильтр (L 4 - L 6) на связанных контурах, что препятствует прохождению излучения в антенну, и дополнительно повышает чувствительность приёмника. Благодаря этому каскаду отсутствует влияние антенны на детектор, что дополнительно стабилизирует его параметры.

На фото 1 спектр высокочастотного сигнала сверхрегенеративного детектора. Каскад усилителя высокой частоты на транзисторе Т1 препятствует прохождению такой помехи в антенну.

Фото 3. УНЧ.

Стабилизатор напряжения на 4,5 вольта и усилитель низкой частоты были в наличии.

Оставалось только выполнить монтаж селективного усилителя и самого детектора. Печатную плату для SMD деталей, лучше использовать не тоньше 1 мм, иначе её незначительная деформация приведёт к выходу (расслоению) ЧИП-компонентов.

Можно использовать любые по размеру резисторы и конденсаторы для SMD монтажа, например, типоразмер 0805, значение в дюймах, составляет (2 на 1,5) мм, хорошо соизмерим с габаритами катушек индуктивности. Конденсаторы более 1 мкФ - электролитические КЭ или танталовые, любого удобного типоразмера. Конденсаторы менее 1 мкФ – керамические. Сам размер печатной платы будет зависеть от размера радиокомпонентов.

Правильно собранный приёмник не нуждается в настройке, потому что для удобства я использовал все катушки индуктивности промышленного производства с номиналом 1,5 мкГн. В схеме использовалась катушка индуктивности Fixed (Chip Inductors ) от производителя Panasonic , типоразмер 2520 (габаритные размеры в мм) или 1008, (размер в дюймах), индуктивность 1,5 мкГн, обозначение ELJFC 1R 5 F , которая имеет добротность 25. Можно воспользоваться катушками другого производителя, например, Murata LQH 4N 1R 5MO 4, (SMD ) чип-индуктивность 1210, 10% с добротностью 20 или аналогичные им по индуктивности и по добротности катушки. Следует отметить, что катушки другого производителя могут иметь иную собственную ёмкость и возможно лучшую добротность, что только улучшит чувствительность и избирательность приёмника, но тогда необходима дополнительная настройка. Но в основном это будет касаться контура сверхрегенератора, катушки L 8. Перестройку по диапазону можно осуществить подстроечным конденсатором или с помощью варикапа.

Фото 5.

Фото 6.

На фото 5 демодулированный сигнал на выходе усилителя звуковой частоты. Параметры приёмного сигнала: несущая частота 28 МГц, девиация частоты 50 кГц, частота модуляции 1 кГц. Нелинейные искажения не заметны при сравнении с контрольным сигналом от звукового генератора.

На фото 6 показание осциллографа, подключённого к эмиттеру транзистора Т2. Частота ультразвукового генератора гашения вспышек равна 70 кГц.

Параметры.

Чувствительность при соотношении сигнал / шум 10 дБ - 3 мкВ.

Излучение в антенну – 60 дБ.

Такой приёмник мне пригодился. С его помощью удалось определить неисправность в радиоуправляемой игрушке на 27 МГц. Оказалось, одной команды не было слышно с пульта, не был распаян переключатель. А ещё на этой частоте он ловит переговоры дальнобойщиков в радиусе 2-х километров.

Фото 7. Макет радиоприёмника на 27 - 28 МГц.

Но у этой конструкции другие задачи. На самом деле я сделал тракт промежуточной частоты на 28 МГц с детектором и УНЧ. Теперь достаточно подсоединить ещё один транзистор в роли смесителя, подсоединить ВЧ генератор и получится суперсверхрегенеративный приёмник , который будет иметь все диапазоны, что выдаёт генератор, но с разницей в 28 МГц. Но об этом в следующем посту.

Рабочая частота...............................................................27140 кГц;

Чувствительность приемника, не хуже................................5 мкВ;

Мощность УЗЧ.....................................................................100 мВт;

Частота сигнала "Вызов"...................................................1,25 кГц.

Схема приемника радиостанции приведена на рис. 1. Он выполнен на микросхеме К174ХА10 и каких-либо особенностей не имеет.

На транзисторе VT1 реализован УВЧ. Данные катушек приемника приведены в табл. 1.

Таблица 1

Намоточные данные катушек приемника

Катушка	Каркас, сердечник	Обмотка
	диам. 5 мм, с карбонильным сердечником	10 витков ПЭВ-2 диам. 0,47 мм
	2 витка ПЭВ-2 диам. 0,47 мм поверх L1
	10 витков ПЭВ-2 диам. 0,47 мм
		60 + 60 витков ПЭВ-2 диам. 0,1 мм
	120 витков ПЭВ-2 0 0,1 мм
	Поверх L6 10 витков ПЭВ-2 диам. 0,1 мм
	МЛТ-0,25 100 кОм	30 витков ПЭВ-2 диам. 0,1 мм

Динамическая головка помещена в отдельный корпус и соединяется с радиостанцией гибким экранированным проводом, в этом же корпусе устанавливается кнопка "RX-TX" которой переводят радиостанцию и режим "Передача".

Коммутация осуществляется малогабаритными реле типа РЭС80 с рабочим напряжением 8 В. При желании повысить выходную мощность можно включением дополнительного усилителя ЗЧ. Схема передатчика радиостанции приведена на рис. 2. Данные катушек передатчика приводятся в табл. 2.

Рис. 1. Схема приемника радиостанции на 27 МГц

Таблица 2

Намоточные данные катушек передатчика

Катушка	Каркас, сердечник	Обмотка
	диам. 5 мм, с карбонильным подстроечником	10 витков ПЭВ-2 диам. 0,47 мм
	3 витка ПЭВ-2 диам. 0,47 мм поверх L1
	13 витков ПЭВ-2 диам. 0,47 мм, отвод от 6 до 9 витка, считая снизу
	МЛТ-0,25 100 кОм	50 витков ПЭВ-2 диам. 0,1 мм
	Оправка диам. 7 мм	11 витков ПЭВ-2 диам. 0,7 мм

Схема блока коммутации также представлена на рис. 2. Кнопка "RX-TX" устанавливается либо на передней панели корпуса переносной радиостанции, либо вместе с громкоговорителем ВА1 в отдельном корпусе. На рис. 3 приведена схема контроля питающего напряжения; она имеет небольшие габариты и собирается навесным монтажом, необходимо лишь подстройкой R1 и R2 установить порог срабатывания логических элементов микросхемы DD1.

Рис. 2. Схема передатчика радиостанции на 27МГц

Рис. 3. Схема контроля напряжения радиостанции на 27 МГц

Этот блок особенно необходим, если радиостанция питается от аккумуляторов, расположенных внутри корпуса.

Катушки L4, L5, L6, L7 приемника помещены в алюминиевые экраны. Можно использовать контура ПЧ от транзисторных радиоприемников.

Подробное описание радиостанции и монтаж описываются в журнале "Радиолюбитель", №9, 1995г.

Эта радиостанция предназначена для личной связи в диапазоне 27 мгц. Она имеет небольшие габариты и достаточно проста, как по конструкции, так и в повторении. Радиостанция имеет вызывное тональное устройство, компрессор речевого сигнала и шумоподавитель при приёме. Сигнал от конденсаторного микрофона со встроенным усилителем (МК1) поступает на операционный усилитель M1, на его прямой вход. К этому входу подключен делитель напряжения на резисторах R2 и R3, который создает половину напряжения питании на этом входе, и таким образом позволяет ОУ работать с однополярным питанием.

Основные технические характеристики радиостанции:

• Выходная мощность передатчика minus; 0,5 Вт


• Чувствительность приемника при отношении сигнал/шум 10 дб minus; не хуже 1 мкв/м


• Селективность по соседнему каналу не хуже 36 дб, и почти полностью зависит от параметров пьезокерамического фильтра


• Селективность по зеркальному каналу не хуже minus; 26 дб


• Номинальная выходная мощность УЗЧ minus; 60 мВт


• Число каналов может быть любым, в данном случае minus; 4, по числу имевшихся у автора резонаторов


• Диапазон звуковых частот по уровню -3дб minus; 300...3000 гц


• Допустимое значение входного сигнала minus; от 0,3 мкв до 100 мВ


• Ширина полосы излучения по уровню 30 дб minus; не более 11 кгц


• Девиация частоты при максимальной модуляции около minus; 2,5 кгц


• Ток потребления при приёме в режиме молчания minus; не более 10 mА


• Ток потребления при передаче minus; не более 90 мА


• Напряжение питания minus; 9B±B.

Между инвертирующим входом и выходом включена цепь R7 С5 С6, которая создает нужный коэффициент усиления и частотную характеристику усилителя. Этот усилитель работает как компрессор речевого сигнала, сжимая его динамический диапазон за счет каскада на Т1. Выходное напряжение ЗЧ усилителя детектируется диодами Д1 и Д2 в постоянное напряжение, отрицательное, которое воздействует на транзистора Т1 и с увеличением уровня звукового сигнала увеличивает сопротивление канала этого транзистора.

В результате шунтирование инвертирующего входа конденсатором С6 ослабляется и увеличивается коэффициент отрицательной обратной связи, что приводит к понижению коэффициента усиления ОУ. Выходное напряжение ОУ, равное половине напряжения питания поступает через резисторы R11 и R12 на катоды варикапов Д3. Модулирующее напряжение ЗЧ изменяется на катоде варикапов относительно этого напряжения смещения. Цепь С4 R6 Кн1 формирует сигнал вызова, при замыкании контактов кнопки цепь R6 С4 включается между выходом и прямым входом операционного усилителя, переводя его в режим генерации.

Варикапная матрица Д3 включена между одним из кварцевых резонаторов, которые выбираются переключателем П1.1 при смене частотного канала, и общим проводом. Изменение емкости варикапа приводит к некоторому изменению частоты резонатора. 8 этом процессе играет роль и индуктивность катушки L1.

На транзисторе Т2 выполнен задающий генератор, частота в коллекторном контуре которого определяется включенным кварцевым резонатором, индуктивностью L1 и емкостью Д3. Контур L2 С13 в коллекторной цепи этого транзистора настроен на середину выбранного диапазона и в нем выделяется частотно-модулированное напряжение ВЧ с частотой включенного канала. Это напряжение через катушку связи L3 поступает на выходной каскад, выполненный на транзисторе Т3.

Катушка включена в цепь смещения на базе этого транзистора - R17, R18, которая создает рабочую точку выходного каскада. Усиленное и промодулированное по частоте напряжение ВЧ выделяется на коллекторе Т3. Затем через ФНЧ и удлинительную катушку это напряжение поступает в антенну. ФНЧ на катушке L4 и конденсаторах С16 и С17 служит для подавления гармоник и согласования выходного сопротивления каскада на Т3 с входным сопротивлением антенны, катушка L5 вводит дополнительную индуктивность в цепы антенны и таким образом увеличивает её эквивалентную длину приближая к четверть-волновой.

В результате отдача сигнала в антенну увеличивается. Конденсатор С19 исключает выход из строя транзистора Т3 от случайного замыкания телескопической антенны с общим проводом или цепью питания.

Принципиальная схема приёмного тракта и схема коммутации режимов "прием/передача" изображена на рисунке 2. В указанном на схеме положении переключателя П2 включен режимы передачи, в противоположном положении - приёма.

Сигнал от антенны через переключатель П2.1 и конденсатор С3 поступает во входной контур - L1 С1, который настроен на середину выбранного диапазона (под выбранным диапазоном подразумевается частотная полоса от канала с минимальной частотой, до канала с максимальной частотой, из числа выбранных резонаторов передатчика).

Выделенный контуром сигнал поступает на диодный ограничитель на диодах Д1 и Д2 и далее на усилитель высокой частоты на транзисторе Т1. В стоковой цепи этого транзистора включен контур L3 С7 настроенный, как и входной на середину выбранного диапазона. Этот контур подключен к стоку Т1 не полностью, через катушку связи L2. Сигнал с контура L3 С7 через конденсатор С8 поступает на затвор полевого транзистора Т2, который выполняет функции второго каскада усилителя ВЧ и смесителя преобразователя частоты.

Высокие усилительные свойства каскада сохраняются благодаря наличию конденсатора С9, шунтирующего резистор Н6 отрицательной обратной связи плюс, относительно невысокая связь истока транзистора с гетеродином. В стоковой цепи этого транзистора включен контур L4 С10 настроенный на промежуточную частоту 465 кгц.