У инфрадина промежуточная частота выше принимаемой частоты. Это продолжение предыдущей статьи, в которой рассказывается о простом передатчике NFM на частоту около 23 кГц. Частотная модуляция, в сравнении с амплитудной модуляцией обладает высокой помехозащищённостью и эффективней используется мощность передатчика, а узкополосный приёмный тракт обеспечивает лучшую чувствительность приёмника.
Идея сделать чувствительный приёмник на эту частоту пришла, когда я вскрыл корпус старой компьютерной мышки. Внутри оказался готовый супергетеродинный приёмник на 27 МГц с узкополосным каналом промежуточной частоты 455 кГц, с квадратурным ЧМ детектором (микросхема S1T3361D). Мне осталось переделать супергетеродин в инфрадин, а для этого перестроить гетеродин на частоту 432 кГц, чтобы принять частоту передатчика 23 кГц, добавить усилитель звука (УНЧ) и селективный антенный усилитель.
Гетеродин.
Для надёжности решил сделать отдельный гетеродин. Приобрёл самые дешёвые кварцы (10 – 15 руб.) на частоту 432 кГц. В этой схеме они все работоспособны.
На выходе гетеродина чистый синусоидальный сигнал благодаря фильтру нижних частот на транзисторе Т2 обеспечивает работу смесителя без перегрузки. Наличие искажений говорит о большом уровне высших гармоник, которые в результате преобразования создадут дополнительные побочные каналы приёма, ухудшая помехоустойчивость.
Селективный усилитель входного устройства.
Так как промежуточная частота выше принимаемого сигнала, то в усилителе достаточно обойтись фильтром нижних частот для подавления канала с промежуточной частотой 455 кГц. Но для избавления от помех я решил применить дополнительную селекцию.
Схема селекции на первом этапе очень простая. Использование низкочастотного трансформатора на входе усилителя уже ограничивает полосу приёма, а частотно зависимая обратная связь в каскаде усиления на транзисторе Т1, создаёт завал верхних частот. На транзисторе Т2 выполнен фильтр верхних частот для подавления сетевых наводок.
Фильтры на эти частоты, как полосовые, так и ФНЧ можно сделать на операционных усилителях.
Усилитель низкой частоты (УНЧ).
Я воспользовался уже готовой схемой усилителя из предыдущих постов.
Фильтр нижних частот (ФНЧ).
Фильтр нижних частот я установил между детектором и усилителем низкой частоты. Он повышает соотношение сигнал/шум на выходе приёмника.
Квадратурный детектор NFM.
Такой детектор входит в состав современных микросхем для приёмников WFM и NFM модемов. Он включает в себя фазосдвигающий контур на частоту 10,7 МГц и 455 кГц. В более поздних выпусках приёмников и модемов этот контур заменён на пьезокерамический фильтр дискриминатор 10,7 МГц и 455 кГц, а сейчас его конструкция изменена для планарного SMD монтажа.
Так в микросхеме S1T3361D компьютерной мышки фазосдвигающий контур – катушка индуктивности с частотой настройки 455 кГц, а в микросхеме TA31142 автомобильного брелока на 430 МГц уже используется пьезокерамический фильтр дискриминатор.
Кстати, из двух одинаковых брелоков, путём их небольшой доработки получилось беспроводное переговорное устройство на частоту 433 МГц, но это отдельная тема.
Если начинать всё с нуля, то приёмник с диапазоном FM (88 – 108 МГц), имеющий промежуточную частоту 10,7 МГц можно переделать в узкополосный приёмник NFM с промежуточной частотой 455 кГц, но без дополнительной настройки здесь не обойтись, так как пьезокерамические фильтры дискриминаторы имеют разные характеристики, как и сами микросхемы. Я попробовал реализовать квадратурный детектор с керамическим дискриминатором 455 кГц и узкополосным пьезокерамическом фильтром 455 кГц на микросхеме SA636.
Регулировка квадратурного детектора.
На 14 вывод микросхемы с генератора (1) подаю частотно модулированный сигнал с частотой 455 кГц, с модуляцией 1 кГц и девиацией частоты +_ 5кГц, уровнем 200 мВ. С увеличением номинала конденсатора С1 уровень демодулированного синусоидального сигнала (1 кГц) увеличивается, и вместе с ним растёт уровень нелинейных искажений. С уменьшением номинала резистора R 1, уменьшается уровень сигнала (1 кГц) и уровень нелинейных искажений. Надо найти компромисс.
Тракт промежуточной частоты.
Подключаю генератор (1) на вход смесителя (вывод 1 микросхемы рис. 6). Те же установки на генераторе (1). Вместо пьезокерамического фильтра 10,7 МГц устанавливаю узкополосный фильтр 455 кГц, CFWM455E (полоса фильтра 15 кГц по уровню 6 дБ). Здесь возможно рассогласование, что проявится заметными нелинейными искажениями, которые я устраняю дополнительными резисторами 200 Ом.
Уменьшаю уровень сигнала с генератора (1), и определяю сквозную чувствительность по промежуточному каналу приёма. Её величина 25 мкВ.
Осталось соединить все блоки и приёмник готов.
Сквозная чувствительность микросхемы SA636 на промежуточной частоте 455 кГц (от входа смесителя) - 7 мкВ.
Теперь вместо генератора (1) остаётся подключить селективный (антенный) усилитель. Микросхему и все блоки кроме усилителя низкой частоты подключаю от стабилизатора 3 – 4,5 вольт.
Я уже подключил!!!
Измеренная чувствительность при соотношении сигнал / шум – 10 дБ составляет 1,5 мкВ.
Но это только первый этап. Заголовок поста должен оправдать своё название и время творить только начинается!
Ферритовая магнитная антенна в программе RFSimm99
RFSimm99
