Нашел тут интересный радиоконструктор для сборки супергетеродинного радиоприемника на диапазон, который по советской терминологии называется УКВ-2 (87,5–108 МГц). В быту обычно ходит название FM-диапазон, хотя FM (Frequency modulation) - это просто метод модуляции радиосигнала.
Набор любопытен тем, что в нем нет ни одной микросхемы, а еще содержит всего 2 (ДВЕ) самодельные "намоточные детали".
Это несколько ломает представление о том, что супергетеродин, это обязательно много много катушек, и много много настройки, невозможной без специальных приборов.
Как работает супергетеродинный радиоприёмник
Главная идея супергетеродина заключается в том, что любой сигнал, независимо от его частоты, нужно сначала преобразовать в сигнал с другой частотой, постоянной для данного типа приемника, а затем уже на этой, как ее называют, промежуточной частоте (ПЧ) производить усиление и ослаблять мешающие станции.
Основными узлами супергетеродина являются:
- входная цепь;
- преобразователь частоты;
- гетеродин;
- усилитель промежуточной частоты;
- детектор;
- усилитель низкой частоты.
Каким именно образом работает преобразователь частоты (смеситель частот)?
Преобразование сигнала происходит, когда на нелинейный элемент, например на полупроводниковый диод или на транзистор (лампу), работающий на нелинейном участке характеристики, подают сразу два сигнала (рис. 11.8; 1). В этом случае, как обычно, появятся гармоники каждого из сигналов, синусоидальные составляющие, частоты которых в 2, 3, 4, 5, словом, в целое число раз, больше частоты самого сигнала (рис. 11.6; 2). Но если внимательно исследовать спектр сигнала, то в нем неожиданно обнаружатся какие-то странные составляющие; их частоты никак нельзя будет отнести ни к гармоникам первого сигнала, ни к гармоникам второго.
Вот конкретный пример. На вход транзистора подали два переменных напряжения: одно с частотой 100 Гц, второе с частотой 105 Гц. Изучая сигналы на выходе транзистора, обнаружили в нем составляющие с частотами 100 Гц, 200 Гц, 300 Гц (гармоники первого сигнала) и составляющие с частотами 105 Гц, 210 Гц, 315 Гц (гармоники второго сигнала). И еще оказались в спектре две такие составляющие - одна с частотой 205 Гц и вторая с частотой 5 Гц. Их, как видите, нельзя отнести к гармоникам, это совершенно особые составляющие - у первой частота равна арифметической сумме частот первого и второго сигналов (205 = 100 + 105), у второй - их разности (5 = 105 - 100).
Появление странных составляющих (их для краткости называют суммарной и разностной) связано с самой природой нелинейных искажений. Правда, слово «искажения» здесь можно применять не всегда, часто правильнее говорить о нелинейных преобразованиях. Потому что получение составляющих с суммарной и особенно с разностной частотой - один из важных процессов обработки сигнала в электронной аппаратуре, прежде всего в области радиосвязи.
(1) всё начинается с нелинейного элемента (транзистор T1), который называется преобразователь частоты. На его вход подаются два переменных тока — сигнал принимаемой станции с частотой fc и сигнал вспомогательного генератора по имени гетеродин с частотой fr. Контур, выполняющий роль коллекторной нагрузки, настроен на разностную, или иначе промежуточную, частоту:
fпр = fr - fc. Далее следуют еще два усилительных каскада T3 и четыре контура настроенных на fпр . Четыре контура (контуров может быть и больше, так как их не перестраивают) совместно создают острую резонансную кривую (2), то есть сильное подавление соседних станций. Чтобы перестроиться на другую станцию, достаточно изменить частоту гетеродина и создать fпр сигналом этой другой станции. Одновременно, правда, нужно перестроить и входной контур который должен подавить далекую, к счастью, по частоте, как её называют, зеркальную помеху Её сигнал мог бы создать с гетеродином ещё один сигнал промежуточной частоты (ЗП)), от которого после преобразователя уже не избавишься.
Электрическая принципиальная схема
Конструктор содержит достаточно большое количество деталей. Разберем подробно, что тут и где.
Гетеродин (генератор) собран на транзисторе VT1. Его частота перестраивается с помощью варикапа CD1, напряжение на котором меняется с помощью многооборотного подстроченного резистора R12.
Как именно работает варикап понятно из этой картинки.
Обратите внимание на расположение катушек L1 и L2 на печатной плате.
При таком расположении катушек (направление намотки также имеет значение) в колебательный контур который образован катушкой L1 и подстроченным конденсатором С5 одновременно попадают сигналы радиостанций с антенны WA1 и наведенный сигнал с гетеродина.
Полная структурная схема есть на сайте разработчика набора.
Транзистор VT2 выполняет роль преобразователя частот (смеситель). На транзисторе VT3 собран фильтр, который выделяет промежуточную частоту. Сигнал с VT3 подается на усилитель промежуточной частоты выполненный на транзисторах VT5, VT6, VT8. После УПЧ сигнал идет на формирователь импульсов и частотный детектор на транзисторах VT10 и VT11, VT14 соответственно. С выхода частотного детектора, обозначенного на схеме большой красной буквой А выходит уже низкочастотный звуковой сигнал, пригодный для УНЧ. Помимо УНЧ, сигнал с ЧД через интегрирующие цепочки подается на АПЧ — автоподстройку частоты и ИТУН — индикатор настройки.
Принцип работы ИТУН довольно прост — чем точнее настройка на радиостанцию, тем выше напряжение на выходе частотного детектора. Схематически, ИТУН представляет собой два пороговых элемента, один их которых срабатывает выше определенного напряжения, другой — ниже.
Вся схема радиоприемника, за исключением УНЧ, питается от внутреннего стабилизатора на транзисторе VT13. Это необходимо для того, чтобы параметры настройки приемника не уплывали при питании приемника например от несвежей батарейки, напряжение которой уже порядком подсело.
Набор прикатил в картонной коробочке.
Важно, что в наборе есть бумажная инструкция упрощающая сборку.
На плате есть пятаки для установки подстроченного резистора, но они некуда не подключены. Его предлагают вынести на проводках - но со временем попробую заменить его на нормальный многооборотный переменный резистор.
Для удобства тестирования "сколхозил" перемычки.
Все остальное собирал по инструкции идущей в комплекте с набором. Для антенны предлагается использовать кусок монтажного провода длинной 0.5...0.7 метра - но у меня была телескопическая, а вместо кроны запитал все от аккумулятора.
Паять там не просто много, а очень много. Сборка заняла примерно 2 вечера.
Перепечатывать инструкцию по сборке не вижу смысла, единственная к ней претензия, почему-то забыли в ней напечатать маркировку варикапа и транзисторов BD, а так любой среднестатистический радиолюбитель со сборкой должен справится.
Как оно все работает - можно посмотреть в этом видео.
Набор я покупал за свои и для "себя любимого" - статья не реклама - прямые ссылки на магазин дать не могу, так как теперь это нарушает законодательство РФ.
А вот на документацию пожалуйста:
Хороший на мой взгляд конструктор, а самое главное не кЕтайский, а от отечественного разработчика выпускающего электронику для хобби."
Оглавление канала доступно тут:
Всем удачи!
p.s: нашел оригинальную статью на ресурсе "радиокот" видимо из которой и был сделан этот радиоконструктор. Там описана работа частотного детектора. Рекомендую!