Есть такой самодельный приёмник с таким детектором в моей коллекции. Ему уже почти 10 лет, и он до сих пор удивляет меня и не только меня своим звучанием. От покупных радиоприёмников он отличается более высоким динамическим диапазоном. Всегда считал, что сердцем приёмника является детектор (демодулятор сигнала), потому что он несёт ответственность за качество звука, величину нелинейных искажений и динамический диапазон. А главная особенность такого детектора – отсутствие катушек индуктивности, требующих регулировки и как следствие – хорошая повторяемость. Очень простая конструкция - спаял и готово.
Так, 10 лет назад я собирал по частям и постил такой приёмник, двигаясь от простого к сложному. Из длинноволнового самодельного радиоприёмника прямого усиления, путём добавления логической микросхемы вместо амплитудного детектора я получил приёмник прямого усиления с частотным демодулятором длинноволнового диапазон с повышенной помехоустойчивостью. Имея такой приёмник и аналогичный генератор, можно было обеспечивать высококачественную радиосвязь по двухпроводной линии и даже по сетевым проводам.
А если добавить к нему преобразователь частоты, то получится радио с FM диапазоном. Такие приёмники встречаются в радиолюбительских конструкциях и даже есть ламповые варианты (Детектирование частотно-импульсного сигнала. Радио 1958 01. Широкополосный ЧМ детектор Радио1960 01).
Примером может служить однокристальный приёмник на микросхеме TDA7088T. В микросхему добавлялась всего одна катушка гетеродина, и уже можно было принимать радиовещательные станции. Но первые сведения о таком детекторе я узнал из журнала «Радио» за 1968 год 02 и даже собрал макет такого приёмника, но его работоспособность меня не устроила.
Но мне хотелось, чтобы самодельный приёмник работал лучше, а поэтому пошёл дальше и собрал приёмник с двойным преобразованием частоты (ПЧ 10,7 МГц и 300 кГц), что позволило избавиться от зеркального канала низкой промежуточной частоты, но об этом потом, вернёмся к детектору.
Первый логический элемент – ограничитель сигнала. Его задача избавиться от паразитной амплитудной модуляции. Правда, с ней уже справляются каскады УПЧ, выполненные на ОУ, ровно ограничивая сигнал по вертикали.
Далее дифференциальная RC цепочка укорачивает импульсы, а следующий логический элемент восстанавливает их до прежней амплитуды.
Звуковая частота выделяется фильтром нижних частот.
Частота следования укороченных с постоянной длительностью импульсов, а среднеквадратичное значение напряжения на выходе фильтра пропорционально количеству импульсов в единицу времени.
Когда я полностью собрал этот радиоприёмник и выход усилителя подключил к акустической колонке, то не поверил ушам своим. Как можно описать звучание? Динамичное, сочное, живое, естественное, предельное, разборчивое, мягкое… . Короче я заметил разницу в звучании своего приёмника в сравнении с аналогичным по выходным характеристикам покупным приёмником с квадратурным детектором с фазосдвигающим контуром.
В природе среднестатистическое человеческое ухо различает разницу в уровнях звучания около 6 дБ. Заранее предвидя, что мне никто не поверит, подключил приборы.
На графиках записаны фрагменты музыкальных произведений с радиостанции «Радио Джаз». Особенность этого канала – преобладание композиций с ограниченным количеством музыкальных инструментов, что позволяет выделить каждый и изучить их путём сравнения.
Первоначально по одному тональному сигналу с генератора на приёмниках был установлен одинаковый выходной уровень. На всех фотографиях, приведено два одновременно записавшихся во времени звучание музыкального инструмента. На верхнем графике - покупного приёмника, а нижний график - звучание инструмента самодельного радиоприёмника.
Ну, ведь я же говорил, что самодельный приёмник будет звучать лучше!
Посмотрите видео.
Даже невооружённым глазом видно, что при одинаковом статическом сигнале размах больше на нижних графиках, а, следовательно, больше динамический диапазон. Все мелкие детали чётко вырисовываются, и в результате легко отделим каждый инструмент на слух. Отсутствует зашумленность самого звука. Сам синусоидальный сигнал более ровный, поэтому коэффициент нелинейных искажений минимален, что говорит о высокой линейности его рабочей характеристики в сравнении с характеристиками частотного детектора на связанных контурах (дискриминатор), на расстроенных контурах и дробного детектора. У них линейный участок ограничен колебательными контурами и в обиходе носит название – «S-кривая», так как их частотная (рабочая) характеристика выглядит как лежащая буква S.
Дополнение к статье.
К сожалению, вся схема самодельного приемника, возможно, не уместится в формате Дзена, а поэтому я привёл только отдельные её части.
Сам принцип работы самодельного монофонического радиоприёмника, выполненного с двойным преобразованием частоты, я попробовал раскрыть с помощью структурной схемы.
Подключённый к отдельным её частям советский прибор Х1-42 наглядно показывает, какая структура схемы отвечает за избирательность по соседнему каналу приёма, а какая за подавление зеркальных каналов. Каналы усиления выделены зелёным цветом, а нежелательные зеркальные каналы – розовым. Для упрощения эскиза я не показываю побочные каналы приёма, которые возникают в результате плохого подавления кратных гармоник гетеродинов.
1. На эскизе усилитель промежуточной частоты (f = 360 кГц) с ограничителем и импульсно-счётный детектор. Полоса ПЧ ограничена как снизу, так и сверху и составляет около 350 кГц.
2. Преобразователь с гетеродином 11,06 МГц переносит промежуточную частоту 360 кГц на 10,7 МГц и создаёт зеркальный канал приёма на частоте 11,42 МГц.
3. Первая промежуточная частота, выполненная с пьезокерамическими фильтрами на 10,7 МГц, отвечает за селективность по соседнему каналу приёма и подавляет зеркальный канал 11,42 МГц. Полоса одного пьезокерамического фильтра 280 кГц. Полоса двух фильтров 200 кГц. Избирательность по соседнему каналу с одним фильтром - 40 дБ, с двумя фильтрами - 80 дБ.
4. Преобразователь частоты с переносом канала ПЧ 10,7 МГц в диапазон 87,5 – 108 МГц создаёт зеркальный канал приёма на частоте 108,9 МГц. Гетеродин выбран выше принимаемой частоты и зеркальный канал приёма, отстоящий на 2ПЧ = 21,4 МГц, будет при перестройке с постоянным шагом двигаться вверх по частоте, добавляя к вашей любимой радиостанции переговоры пилотов.
5. Этот зеркальный канал подавляется селективным усилителем высокой частоты (преселектором).