Девиз статьи: чем бы дитя не тешилось, лишь бы не плакало...
Всё, написанное ниже, можно отнести к разделу лабораторных работ радиолюбителя, с неясными перспективами создания законченной конструкции и достаточным потенциалом для дальнейшего творчества. Все собиралось на "на столе, на соплях" (за это я понес наказание - умудрился "спалить" модуль на AD9850, как так? Это же не могло произойти со мной! Перепутать плюс с минусом!).
Задача: в реальном времени строить график зависимости уровня сигнала от частоты. До анализатора спектра не дотягивает от слова "совсем", но может пригодится, например, для прибора настройки телевизионных антенн на телевышку, да и просто "посмотреть" наличие сигналов в диапазоне частот.
Забегая вперёд, "рекламирую" мою статью о макетной версии данного прибора, уже с экраном на Arduino, не требующем компьютера для работы.
В радиолюбительской практике идея применения входных радиочастотных модулей не является новой - начиная с СКМ и СКД, и заканчивая тюнерами от спутниковых ресиверов - самый простой вариант произвести селекцию и "спустить" сигнал до промежуточной частоты. А с появлением тюнеров с pll генераторами и управлением по шине I2C задача стала ещё проще. По моему мнению, наиболее красивая реализация - приемник Р-45. Индикатор уровня сигнала с применением тюнера рассматривается в статье, опубликованной в журнале "Радио" 2006/10 стр. 12. Использование К174УР5 ("база" модуля СМРК) в качестве S - метра описано в статье, опубликованной в журнале "Радио" 2000/11. На просторах интернета множество конструкций на базе "готовых" модулей от телевизионных приемников. В свое время я публиковал на канале статью "Дачный FM приемник из деталей 3УСЦТ". Работает до сих пор.
Блок схема в "двух словах": тюнер pll с управлением по шине I2C -> фильтр ПЧ, усилитель ПЧ, детектор (модуль СМРК 2, почему именно этот модуль? просто он у меня есть) -> АЦП Arduino UNO -> USB ПК.
Теперь о составляющих для "лабораторной работы".
Телевизионный тюнер необходим с диапазоном для приема "кабельных" каналов - тогда будет перекрытие диапазона частот, второе условие - наличие управления по шине I2C. Ну и третье - хорошо бы наличие документации на тюнер. Информация по тв тюнерам достаточно хорошо собрана на форуме https://remont-aud.net/forum/. Так же тюнеры различаются по питанию: 12В и 5В, с внешним питанием варикапов (31В,32В,33В) и с встроенным преобразователем питания для варикапов. Так же есть различие по организации выходных цепей ПЧ - симметричный и несимметричный.
В качестве "донора", в моем случае, выступил телевизор LG RT-21FA35R на базе шасси MC-049B (телевизор пришёл с помойки).
Нужный нам тв тюнер.
TAEW-G005D-F. К сожалению, документацию на данный тюнер не нашел - но есть информация по взаимозаменяемости тюнеров (с форума, приведенного выше), и облегчает задачу примерно одинаковое построение алгоритма управления по шине I2C. Так же наличие сервисной документации на шасси телевизора достаточно много рассказало о тюнере - несимметричный выход ПЧ, назначение выводов, напряжение питания 5В, напряжение питания варикапов 33В, ПЧ - 38.9МГц. Если верить информации, полученной на форумах мастеров по ремонту телевизоров, близкий аналог по сигналам шины - KS-H-146 (140, 142). Хорошая статья по этому типу тюнеров была в журнале "Радио" 2004/9 стр. 16 (ссылка, архив 7z). В статье упоминается KS-H-142 и приведена структура управляющих байтов, так, что будем считать, что с управлением по шине I2C разобрались.
Следующая составная часть - усилитель ПЧ, фильтр, детектор. Как я выше писал, буду использовать модуль СМРК 2 от телевизоров серии 3УСЦТ. СМРК построен на базе К174УР5 (в моем стоит A241D производства ГДР). Схема имеет все для решения нашей задачи и небольшой задел на дальнейшее творчество. В моем случае я использую входной усилитель, фильтр, и схему АРУ (К174УР5).
В качестве фильтра в СМРК стоит ПАВ ФП3П9-451 7.
В некоторых справочных данных, гуляющих по интернету, иногда неверно приводят полосу частот данного фильтра 38МГц - 45.7МГц (например тут). Это совсем не так для применения в радиоканале телевизора 3УСЦТ.
Полоса фильтра от 32.5 МГц до 38МГц. Для чистоты эксперимента поставил фильтр от "донора" - X6966D. Тем более, что по характеристикам вносимое затухание ФП3П9 порядка 25 дБ, X6966D - 19 дБ.
Измерения проводились с помощью так и не доведенного до ума прибора из моей статьи "Индикатор" амплитудно-частотной характеристики "на коленке": Ардуино плюс AD9850". По этой причине, и так же по причине, что измерения проводились "на живую" прямо на схеме СМРК при рассогласовании измерительной головки присутствуют "завалы" в АЧХ, но это не меняет количественных характеристик измерения фильтра.
Есть еще один нюанс - выход ПАВ X6966D обозначен, как симметричный, но я не заметил потери уровня сигнала при несимметричном подключении к следующему каскаду.
Полоса и частотные характеристики совпадают с документацией - примерно от 32.3 МГц до 40.28 МГц (полоса около 8 МГц). Расширение полосы не очень хорошо, если в дальнейшем делать приемник, но есть и положительный момент - по моим измерениям выигрыш порядка 5 дБ в общем усилении сигнала в тракте ПЧ. Да и обозначенная ПЧ тюнера (38.9МГц) теперь "вписывается" в ПЧ тракт, и ясна полоса "индикатора" - 8 МГц.
Схема соединений представлена на Рисунке 1.
Сигнал промежуточной частоты с выхода тюнера (IF1) поступает на вход ПЧ модуля СМРК (к.20). После усиления, фильтрации, сигнал поступает на вход интегральной мс К174УР5. Используется только схема формирования сигнала АРУ. Чувствительность схемы устанавливается сопротивлением R18 модуля СМРК. С выхода АРУ (к.14) модуля СМРК напряжение, соответствующее уровню входного сигнала, поступает на делитель (R1), и далее на вход АЦП (А0) платы Ардуино и схему АРУ тюнера (AGC). Напряжение АРУ на выходе модуля СМРК изменяется от 8.5В (минимальный входной сигнал) до 0.8В. Настройка заключается в установке потенциометром R1 напряжения 4.3В на входе AGC тюнера при замкнутом радиочастотном входе тюнера (при настройке вход АЦП Ардуино нужно отключить). Для защиты входа АЦП можно добавить "страховочный" диод (например 1N4148).
В качестве графопостроителя на ПК используется макрос PLX-DAQ от Parallax для Exel (майкрософт офис). Макрос позволяет принимать данные с COM порта в реальном времени и интерпретировать данные средствами exel, имеет простой синтаксис сигнализации. К сожалению, большинство программ графопостроителей не имеют возможность строить график по двум осям данных, в качестве одной оси обычно используется время.
Программное обеспечение микроконтроллера ArduinoUNO (скетч, 7zip) не представляет особой сложности, работа с шиной I2C использует библиотеку Wire, код постарался в достаточной мере комментировать.
Примерно так "лабораторная работа" выглядит на столе.
В моем месте обитания к счастью еще осталось вещание в аналоговом режиме с телевышки двух программ на 22 частотном канале и на 31 частотном канале. DVB-T2 вещает на 35 и 45 частотном канале. В качестве антенны использовалась комнатная логопериодическая антенна.
И конечный результат.
Две "палки" в конце диапазона - LTE (band20) от мегафона и теле2 (могу ошибиться в операторах).
Вот в принципе и все на сегодня.
Выводы: вполне работоспособная конструкция, далее можно поработать над сужением полосы, можно поэкспериментировать с синхронным детектором, и, наконец, на "борту" СМРК уже есть ЧМ приемник - просто необходимо с 38МГц "упасть" до 6.5МГц (например, использовав BF998 плюс гетеродин).
Спасибо читателю за внимание к моему скромному труду. Начался дачный сезон, в связи с этим фактором реакция на комментарии может чуток запаздывать...
