Receptor de conversão direta de 28 MHz para comunicações espaciais. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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O receptor descrito neste artigo foi projetado para receber sinais CW e SSB de estações de rádio amador na seção 29.3 ... 29.6 MHz. Como você sabe, esta seção da faixa de 10 metros é recomendada para comunicações amadoras por meio de repetidores instalados em satélites artificiais da Terra (canal para receber sinais do satélite). As características do receptor permitem utilizá-lo com antenas simples para organizar comunicações amadoras por meio de IC3 educacional e experimental localizado em órbitas circulares com altura de até 2000 km e com repetidores de bordo com potência de saída de cerca de 1 W.

características técnicas

Faixa de frequência recebida, MHz ....... 29,3 ... 29,6
Sensibilidade em uma relação sinal-ruído de 10 dB, μV, não pior ............... 0,3
Impedância de entrada do receptor. Ohm.....75
Seletividade na dessintonização em ±10 kHz, dB, não pior ....................... 35
Tensão da fonte de alimentação, V ........ 12 (9)
Corrente consumida na ausência de sinal, mA, não mais. ................ 20 (7)

O diagrama esquemático do receptor é mostrado na Fig.1. Ele contém um amplificador de RF, um misturador de diodo, um oscilador local e um amplificador de baixo.

Figura 1. Diagrama esquemático do receptor (clique para ampliar)

O sinal da antena através do capacitor de acoplamento C1 é alimentado a um filtro passa-faixa de dois circuitos L1C2L2C3 com uma largura de banda de cerca de 300 kHz e então amplificado pelo transistor V1. O circuito coletor deste transistor inclui um circuito L3C8 sintonizado em uma frequência de 29,45 MHz. O ganho do amplificador de alta frequência está apenas ligeiramente acima da unidade. O objetivo de usar tal amplificador é compensar as perdas no filtro passa-faixa e enfraquecer a passagem do sinal do oscilador local para a antena.

O mixer do receptor é feito nos diodos V4 e V5 conectados em anti-paralelo. O sinal recebido é alimentado a ele ("circuito L3C8") e a tensão do oscilador local (de parte da bobina L4). De acordo com o princípio de operação do misturador, a frequência do oscilador local é definida duas vezes mais baixa que a frequência do sinal recebido, ou seja, 14,6 ... 14,8 MHz.

O oscilador local do receptor é feito no transistor V6 de acordo com o esquema capacitivo de três pontos, que fornece maior estabilidade de frequência devido à capacitância relativamente grande dos capacitores C15 e C16, conectados em paralelo com as junções do transistor. Uma mudança nas capacitâncias de junção neste caso tem pouco efeito sobre a frequência de geração. A tensão de alimentação do oscilador local é estabilizada pelo diodo Zener V7.

O sinal de baixa frequência, isolado pelo filtro passa-baixa L5C9C10 com uma frequência de corte de 2,8 kHz, é alimentado a um amplificador de baixa frequência de três estágios nos transistores V8-V10, V12. V13. Para melhorar a estabilidade da temperatura, o amplificador é montado em transistores de silício. Todos os três estágios através dos resistores R7 e R11 são cobertos por feedback DC negativo.

O amplificador de potência final é feito de acordo com o esquema de um seguidor de emissor push-pull nos transistores V12, V13 de diferentes estruturas. O diodo V11 é usado para criar uma pequena polarização inicial dos transistores de saída, o que reduz o tipo de distorção "passo". À saída do receptor pode ligar telefones com uma impedância de pelo menos 70 ... 100 Ohms ou um altifalante para uma rede de radiodifusão urbana. Drivers de baixa resistência podem ser conectados através de um transformador correspondente com uma relação de enrolamento de aproximadamente 5:1.

Não há previsão para ajustar o ganho do sinal de baixa frequência, uma vez que o sistema AGC opera de forma bastante eficaz. O circuito AGC contém um retificador (diodos V2, V3) e um circuito RC de suavização (R2C5). O sinal para o retificador AGC vem da saída do receptor através da cadeia R13C7.

Quando alimentado por uma bateria (9 V), a tensão no diodo zener V7 é menor que a de trabalho e o consumo de corrente diminui drasticamente. Se o receptor deve ser alimentado apenas por baterias, o diodo zener V7 pode ser omitido.

Foram tomadas medidas no receptor para aumentar a sensibilidade e reduzir o nível de ruído intrínseco. Um transistor de silício de baixo ruído KT208 é instalado na entrada do amplificador de baixo. O misturador usa diodos de baixo ruído com uma barreira Schottky KD514A. Todo o caminho do sinal da entrada do mixer até a base do transistor de entrada do amplificador de baixa frequência é compatível com a impedância, o que garante baixas perdas de potência do sinal. A impedância do misturador, a impedância característica do filtro passa-baixo e a impedância de entrada do amplificador passa-baixo são iguais entre si e são aproximadamente 2 kΩ.

O receptor pode ser feito sem um amplificador de RF, mas isso levará a uma diminuição na seletividade do pré-seletor. Além disso, é claro, o sistema AGC não funcionará. O circuito de entrada neste caso é realizado de acordo com o circuito mostrado na Fig. 2.

Figura.2

O sinal recebido pela antena é filtrado pelo link em forma de L do filtro passa-banda L6C1L3C2 e vai imediatamente para o mixer. A largura de banda do filtro é de 2...3 MHz. Comparado a um único loop de entrada, o filtro oferece uma rejeição significativamente melhor de sinais fora de banda e menor perda de banda passante. Graças à conexão autotransformadora dos ramos longitudinal (L6C1) e transversal (L3C2) do filtro, a resistência da antena (3 ohms) é transformada através da saída da bobina L75 e é compatível com a impedância de entrada do misturador (2 kOhm ). A sensibilidade do receptor sem um amplificador de RF com um circuito de entrada construído de acordo com o esquema da fig. 1 atinge 0,3 ... 0,4 μV.

Construção O receptor é montado em uma placa de circuito impresso medindo 140x50 mm. A cor na figura destaca as faixas das quais a folha foi removida.

Arroz. 3. Placa de circuito impresso e a localização das peças nela

Os capacitores cerâmicos são usados ​​nos circuitos de alta frequência do receptor. O capacitor C13 é um trimmer de pequeno porte com dielétrico de ar, contendo uma placa móvel e uma ou duas fixas. Capacitores eletrolíticos - K53-1, o resto - KLS. Os resistores podem ser de qualquer tipo.

As bobinas de loop L1-L4 e L6 são enroladas em molduras de vidro orgânico de fabricação própria. O esboço do quadro é mostrado na fig. 4. Para a fabricação de uma moldura a partir de uma placa de vidro orgânico de 6 mm de espessura, é cortada uma peça de trabalho com dimensões de 9X13 mm. Um furo é feito nele e uma rosca M4 é cortada. O excesso de material é removido com um quebra-cabeça ou serra e, em seguida, a parte de trabalho do quadro é moldada com uma lima, quase cilíndrica. As bobinas são sintonizadas com núcleos SCR-4 retirados dos núcleos de blindagem SB-12a. Cada núcleo deve ser serrado ao meio e serrado através de uma ranhura na segunda metade com um quebra-cabeça, formando assim dois construtores. Seu comprimento será de cerca de 5 mm.

Arroz. 4. Esboço do quadro

Os dados de enrolamento das bobinas são fornecidos na tabela.

As bobinas são enroladas bobina por bobina. A bobina L5 é enrolada em um núcleo de anel feito de ferrite M1500NM (tamanho K12X8X6).

Você pode usar outros núcleos com diâmetro externo de 10 a 20 mm, ajustando o número de voltas de acordo. Deve ser inversamente proporcional à raiz quadrada da permeabilidade magnética. Por exemplo, se for usado ferrite M3000NM, o número de voltas deve ser reduzido para 270. O diâmetro do anel afeta menos a indutância, mas ao usar um anel grande, o número de voltas deve ser ligeiramente reduzido.

O transistor KP303E no receptor pode ser substituído por KP303D ou KP303G. Diodos V2, V3 - qualquer silício. No misturador, o KD503A pode ser usado com um resultado um pouco pior. KD503B ou KDS523. No oscilador local, você pode usar os transistores KT312 e KT315 com quaisquer índices de letras.

O amplificador de baixo também pode ser feito em transistores de baixa frequência de germânio P27A, P28 (V8), MP39-MP42 (V9, V10 e V13), MP9-MP11, MP37 (V12). Neste caso, a estabilidade térmica só se deteriorará ligeiramente. Para obter ganho de baixa frequência suficiente, o coeficiente h21e dos transistores V8-V10 deve ser de pelo menos 60 ... 80. Neste amplificador de baixa frequência, transistores de alta frequência não devem ser usados, pois nesse caso a auto-excitação intratável é frequentemente observada em frequências da ordem de dezenas a centenas de kilohertz. Diodo V11 - qualquer germânio de baixa potência.

O design do receptor pode ser qualquer coisa, só é importante colocar o capacitor C13 próximo ao circuito oscilador local. O capacitor é conectado ao circuito com condutores rígidos curtos.

Aparência do conselho

A configuração do receptor começa com a verificação dos modos dos transistores. A tensão nos emissores dos transistores V12 e V13 deve ser igual à metade da tensão de alimentação. Isto é conseguido selecionando os resistores R7 e R11. O amplificador de baixo geralmente não requer nenhum outro ajuste. As correntes dos transistores VI, V6 são ajustadas pelos resistores R3 e R4.

A frequência do oscilador local é definida pelo núcleo da bobina L4. A frequência é controlada por um medidor de onda ressonante ou um receptor KB graduado.

Então você deve verificar a sensibilidade do receptor sem um amplificador de RF desconectando temporariamente o terminal de drenagem do transistor V1 da bobina L3. Se você conectar uma antena externa à saída superior da bobina L3 através de um capacitor de acoplamento com capacitância de 3 ... 5 pF, "ruído do ar" deve ser ouvido e você pode receber sinais de estações amadoras. O circuito L3C8 é então ajustado para o volume máximo de recepção. Para obter a máxima sensibilidade, você deve selecionar a tensão do oscilador local nos diodos do mixer ajustando a posição da derivação da bobina L4. Dentro de certos limites, a tensão do oscilador local também pode ser alterada ajustando a relação das capacitâncias dos capacitores C12 e C14. Por exemplo, um aumento na capacitância do capacitor C12 com uma diminuição correspondente na capacitância do capacitor C14 causa uma diminuição na amplitude das oscilações com sua frequência inalterada.

Estabelecer um amplificador de RF se resume a sintonizar os circuitos L1C2, L2C3 e L3C8 para ressonância de acordo com o ruído máximo na saída do receptor com a antena conectada. Se o ganho do amplificador de alta frequência for muito alto (a amplitude do ruído na saída do receptor com a antena conectada for superior a 0,5 V) ou o amplificador se auto-excitar, a derivação da bobina L3 deve ser aproximada do terminal de terra ou contornou esta bobina com um resistor. Ao receber sinais fracos de uma estação amadora, você deve selecionar a posição do rotor do capacitor de acoplamento C1, enquanto ajusta simultaneamente o circuito L1C2 para ressonância, para a relação sinal-ruído máxima na saída do receptor.

Ao estabelecer o circuito de entrada do receptor sem um amplificador de RF, feito de acordo com o esquema da Fig. 2, os circuitos L6C1 e L3C2 são sintonizados para ressonância no volume máximo de recepção. Alterando a posição da derivação da bobina L3, a relação sinal-ruído máxima é alcançada ao receber sinais de estações fracas.

Autor: V. Polyakov (RA3AAE), Moscou; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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