Створення спеціалізованих мікросхем, що забезпечують обробку сигналів у трактах високої частоти радіомовних приймачів, призвело до "уніфікованим" їх побудови. Радіоаматорам-конструкторам при створенні прийомних пристроїв залишилася, по суті, лише сфера насичення конструкції функціональним сервісом.

Нижче наведено опис автомобільного приймача, в якому, крім вимикача харчування, є всього три кнопки управління для перемикання піддіапазонів і налаштування на станцію, що працює всередині піддіапазону. У конструкції передбачено автоматичне сканування при пошуку станції, що дуже зручно, особливо в тих випадках, коли водієві не можна відволікатися від дорожньої обстановки.

При розробці описуваного тюнера УКХ ЧМ були поставлені наступні завдання:

– Врахування особливостей експлуатації РЕА в автомобілі;

– Просте кнопкове керування режимами роботи;

– Наявність автоматичного пошуку та режиму сканування;

– Можливість прослуховування звукового супроводу програм 1-5-го каналів ТБ;

-Однополярної напруга живлення 12 … 17В;

– Висока чутливість;

– Хороша повторюваність.

Поставлені завдання вдалося реалізувати при використанні типових, але рідко застосовуються режимів роботи БІС УКХ ЧМ приймача К174ХА34, електронної комутації піддіапазонів pin-діодами, нестандартного включення ЦАП КР572ПА1 і додаткового вхідного високолінейного преселектора.

Основні технічні характеристики:

– Чутливість – не менше 1,5 мкВ (при типовий чутливості приймачів з аналогічною мікросхемою 6 мкВ);

-Діапазони частот, що приймаються -55.5 … 66, 65 … 77, 82 … 99, 92 … 110 МГц;

– Споживаний струм – не більше 50 мА.

Інші характеристики тюнера визначаються параметрами БІС К174ХА34 [1].

Електрична принципова схема приймача наведена на рис. 1. Він складається з трьох основних частин: радіоприймального тракту А1 (вхідний каскад на транзисторі 1VT1, БІС К174ХА34, пристрої комутації піддіапазонів на мультиплексор 1DD1 і pin-діодах 1VD1, 1VD2, 1 VD4, 1 VD5), блоку управління А2 (кнопки управління SB1-SB3, елементи 2DD1.1, 2DD1.4, тригери 2DD2, 2DD3, компаратор 20А1, мультівібратор на елементах 2DD1.2, 2DD1.3, реверсивні лічильники 2DD4 – 2DD6, ЦАП на мікросхемах 2DA2, 2DA3) і блоку індикації A3 (ключі на транзисторах 3VT1-3VT5, світлодіоди 3VD5-3VD8).

Електрична принципова схема приймача

Рис.1. Електрична принципова схема приймача

Основні функції блоку управління – формування сигналу, керуючого частотою настройки приймального тракту, і коду комутації піддіапазонів.

Блок управління працює наступним чином. При включенні живлення на виході інвертора (елемент 2DD1.1) формується імпульс, який встановлює тригери 2DD3.1, 2DD3.2 в нульове стан і записує інформацію зі входів попередньої установки лічильників 2DD4 – 2006 на їх виходи, в результаті чого вибирається початковий піддіапазон 65 … 77 МГц, на виході ЦАП (мікросхеми 2DA2 і 2DA3) встановлюється мінімальна напруга і відповідно нижня частота піддіапазону в приймальному тракті. Молодші 10 розрядів вихідного коду лічильників визначають напругу на виході ЦАП, а старші два – один з чотирьох піддіапазонів, так що при виборі або пошуку необхідної радіостанції перехід з піддіапазону на піддіапазон відбувається автоматично по циклу, тобто попередній вибір піддіапазону неможливий.

При натисканні на кнопку збільшення SB3 ("+") або на кнопку зменшення SB2 ("-") частоти настроювання RS-тригер 2DD2.1 формує відповідний сигнал на збільшення або зменшення вихідного коду реверсивних лічильників, а тригер 2DD3.1 видає сигнал дозволу генерації мультівібратор на елементах 2DD1.2 і 2DD1.3, що надходить на висновок 2 елементи 2DD1.2 через інтегруючу RC-ланцюг 2R14, 2С6 та інвертор на елементі 2DD1.4.

Фіксація вихідного стану лічильників повинна відбуватися після появи і надійного захоплення вхідного сигналу системою ФАПЧ слідкуючого демодулятора, наявного у складі функціональних блоків БІС К174ХА34. Така робота приймача забезпечується наступним чином. Поява близького до частоти настройки приймача радіосигналу супроводжується зміною напруги на виводі 2 БІС 1DA1, обвідна якого виділяється ланцюгом 2VD1, 2С1, 2R3 і перетвориться компаратором 2DA1 в логічну одиницю, що подається через розділову ланцюг 2СЗ, 2R5 на інформаційний вхід тригера 2DD3.1. На його виході цей сигнал з'являється після чергового тактового імпульсу. Однак заборона генерації мультівібратор станеться з затримкою, яка визначається постійною часу ланцюга 2R14, 2С6. Крім того, ця ж ланцюг усереднюючи короткочасні випадкові спрацьовування компаратора від ефірних перешкод. У результаті на етапі захоплення відбувається "дотягіваніе" власної частоти перебудовується генератора системи ФАПЧ до частоти вхідного сигналу.

При натисканні на кнопку SB1 "Сканування" ("Скан") частота настройки приймача почне змінюватися залежно від раніше встановленого стану RS-тригера 2DD2.1. При цьому на виході одновібратора (RS-тригер 2DD2.2) формується імпульс, що подається на рахунковий вхід тригера 2DD3.2, в результаті чого на його прямому виході з'являється лог. 1. Процеси захоплення сигналу та установки центральної частоти в системі ФАПЧ в цьому випадку однакові з описаними раніше, проте режим утримання переривається через 5 с, якщо немає повторного натискання на кнопку "Скан", і сканування триває далі, до появи наступного за частотою радіосигналу. Тривалість стану лог. 1 по часу становить 5 с і визначається елементами 2R12, 2С5.

На вході приймального тракту включений преселектор, що послабляє сигнали поза смуги 55 … 110 МГц. Він являє собою комбінацію фільтрів високої частоти: Т-подібного на елементах 1 С1, 1 L1, 1С2 і Г-образного на елементах 1L3, 1С7.

Особливістю підсилювального каскаду на транзисторі VT1 1 є підвищений динамічний діапазон за рахунок застосування ВЧ малошумні транзистора типу КТ368АМ і наявності ООС по струму і напрузі, створюваних резисторами 1 R4 і 1 R1 відповідно [2]. З урахуванням затухання у фільтрах коефіцієнт передачі всього преселектора, виміряний з антенного входу до входу УВЧ БІС К174ХА34 (висновок 12), плавно зростає від 6,5 дБ на частоті 55 МГц до 12 дБ на частоті 110 МГц. Така АЧХ дозволяє в деякій мірі компенсувати спад чутливості в залежності від зростання частоти, що спостерігається у БІС К174ХА34.

Особливістю включення БІС К174ХА34 є використання генераторної котушки індуктивності 1L4, комутованій pin-діодами 1VD1, 1VD2, 1 VD4, 1 VD5. Разом з ними конденсатори 1С15, 1С22, 1С24, 1С26 по змінному струму замикають праві за схемою відводи котушки індуктивності на загальний провід. У типовій схемі включення напруга живлення ГУН мікросхеми подається через подібну котушку індуктивності [1], у розглянутій схемі напруга живлення всієї мікросхеми визначається падінням напруги на резистором 1 R16, внутрішній опір ключів мультиплексора 1DD1 і падіння напруги на pin-діод. Величина струму, що протікає через останній, достатня для нормальної комутації діапазонів й забезпечує необхідну добротність для стійкої генерації. Для наведеної схеми включення напруга харчування повинно бути стабільним і перевищувати напруга живлення БІС К174ХА34, що знаходиться в межах 2,7 … 3,3 В.

Істоковий повторювач на польовому транзисторі 1VT2 усуває вплив наступних за ним ланцюгів і зрушує рівень постійної складової, що є на виведення 2 БІС К174ХА34.

Блок індикації відображає номер робочого піддіапазону світінням відповідного світлодіода. Режим пошуку супроводжується миготінням цього світлодіода завдяки комутації ключем на транзисторі 3VT1 змінної складовою одного з вихідних сигналів реверсивного лічильника.

Конструкція тюнера може бути довільною залежно від умов застосування і можливостей самого радіоаматора. Друкована плата для всього пристрою не розроблялася, особливі вимоги пред'являються тільки до котушки індуктивності 1L4. Вона виконана друкарським способом, її конфігурація показана на рис. 2. Лініями показані прорізи, зроблені за допомогою різака з шириною леза 0,25 мм. Точками вказані місця, де припаюються висновки pin-діодів і висновок конденсатора 1С21, сполучений з точкою 1. З цією ж точкою проводом МГТФ довжиною не більше 25 мм з'єднаний висновок травня БІС 1 DA1. Вся котушка індуктивності оточена екранним кільцем.

 

Котушка індуктивності

Рис.2. Котушка індуктивності

Для інших елементів приймального тракту був застосований навісний монтаж на тій же самій стороні двосторонньої плати, друга сторона є екраном. Слід зауважити, що індуктивність котушки 1L4 в дослідних і експериментальних цілях була вибрана з запасом.

Безкаркасні котушки індуктивності 1L1, 1L3 намотані виток до витка посрібленим проводом діаметром 0,8 мм на оправці діаметром 3,4 мм і містять 9 і 6 витків відповідно. Трансформатор 1Т1 намотаний відразу двома проводами ПЕВ-0, 28 на кільці К5х3х1 з фериту марки М20ВЧ-3, кожна з обмоток містить 14 витків, намотування рядова.

При виготовленні регулятора використовувалися резистори типу МЛТ-0, 125 або їм подібні. Номінали резисторів 2R6-2R8 можуть бути в межах 27 … 68 кОм. Резистори 1 R1, 1R4, 2R16, 2R19 мають допуск ± 5 %. Підлаштування резистори – типу СПЗ-38 або їм подібні, для автомобільного варіанту краще застосувати закриті резистори типу СПЗ-19.

Замість транзистора КТ368АМ підійде КТ399АМ. Мікросхему К561ІЕ14 можна замінити на 564ІЕ14 або К561ІЕ11 (564ІЕ11). У другому випадку на вхід установки початкового стану (висновок 9) подається лог. 0.

Конденсатори 1С23, 2С1, 2СЗ – типу К73-14 або К73-17; 2С5 – типу К53-4 з допуском не гірше ± 20%; 1С25, 1СЗО – типу К50-35; решта – керамічні, будь-яких типів; конденсатори 1С1, 1С2 , 1С7 повинні мати допуск ± 5% і ТКЕ М75, блокувальні можуть бути групи ТКЕ Н90, решта – нормовані ТКЕ не гірше М750. Дросель високої частоти 1L2 – типу ДМ-1, 2 з вказаною на схемі величиною індуктивності.

Після перевірки режимів роботи елементів тюнера і працездатності блоків, які не потребують регулювання, настроювання приймача полягає в наступному.

1. Підлаштування резистором 2R17 для варикапів 1VD3 встановити початкову напруга зсуву 2,2 В на виході ЦАП (висновок червня ОУ 2DA3) при початковому стані реверсивного лічильника 2DD4-2DD6, на виході якого після подачі напруги живлення-код 0111 1111 1111 (ст. розряд – мол. розряд). Потім, збільшуючи частоту генерації мультівібратор зменшенням ємності конденсатора 2С7, за допомогою осцилографа переконатися в лінійності зміни вихідного напруги всього ЦАП. При обмеженнях напруги слід підібрати номінали резисторів 2R16, 2R19.

2. Підлаштування резистором 2R2 встановити поріг спрацьовування компаратора 2DA1 для забезпечення надійного захоплення і утримання радіосигналу. Для цього на вхід приймача подати випробувальний ЧС сигнал з рівнем, відповідним номінальної чутливості, кнопками SB2 або SB3 включити режим пошуку. При необхідності скидання у вихідний стан – відключенням напруги живлення блоку управління. Інший спосіб – прийом завідомо самого слабкого сигналу.

3. Уточнити положення підключення висновків pin-діодів на друкованій котушці індуктивності 1L4 відповідно до заданих технічними характеристиками. Для цього на інформаційний вхід тригера 2DD3.1 подати лог. 1, при цьому відключається заборону генерації. Потім на вхід приймача від еталонного генератора подати ЧС сигнал з частотами нижніх меж піддіапазонів, кнопками SB2 або SB3 на керуючих входах ЦАП 2DA3 встановити нулі, на керуючих входах мультиплексора 1 DD1 – код відповідного піддіапазону.

ЛІТЕРАТУРА

1. Гвоздьов С. Мікросхема К174ХА34. Довідковий листок. – Радіо, 1995, № 10, с. 62; № 11, с. 45

2. Ред Е. Довідковий посібник з високочастотної схемотехніки. – М.: Мир, 1990, с. 64

Від редакції. Тим висновків 10 мікросхеми 2DD3.1 і загальним проводам необхідний резистор опором близько 10 МОм.

РАДІО № 2,1998 р. c.29-31.