Receptor FM para a faixa de 430 MHz. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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O desenvolvimento de comunicações de rádio amador em VHF usando FM de banda estreita é limitado, como observado em [1], principalmente pela falta de projetos simples de receptores, transmissores e transceptores VHF FM.

O receptor descrito, devido ao uso de um detector de malha de bloqueio de fase (PLL) [2], é relativamente simples. O dispositivo opera na banda 430...440 MHz. Sua sensibilidade em uma relação sinal-ruído de 10 dB é de 0,1 μV.

O receptor é construído em um circuito super-heteródino com uma conversão de frequência (Fig. 1). O oscilador local consiste em um oscilador G1 com estabilização de frequência de quartzo, que produz oscilações com frequência de 45 MHz, triplicadores de frequência U3, U4, amplificador A4 e filtros passa-faixa Z5, Z6.

Figura.1

As oscilações com uma frequência de 405 MHz do oscilador local são alimentadas ao misturador W. Os sinais da estação também são recebidos aqui através do filtro de entrada Z1. O espectro de frequências intermediárias convertidas pelo mixer U1 está na faixa de 25...35 MHz. A largura de banda do caminho IF (com amplificadores A1, A2) é determinada pelos filtros Z2-Z4. O design tradicional do receptor envolve ainda o uso de um segundo conversor de frequência, um segundo oscilador local ajustável e um amplificador IF de banda estreita com um detector FM - na verdade, é necessário um receptor FM adicional. Neste dispositivo, como receptor FM de banda estreita, é utilizado um receptor de conversão direta com um PLL U2, feito em um único transistor [3] e possuindo boa sensibilidade e seletividade.

Um diagrama esquemático do caminho do sinal é mostrado na Fig. 2. O misturador é feito usando um diodo de túnel reverso VD1. O amplificador IF contém dois estágios de amplificação idênticos, construídos de acordo com um circuito cascode usando transistores VT1, VT2 e VT3, VT4, respectivamente. Um detector de fase síncrona é montado no transistor VT5, que converte a frequência intermediária em frequência de áudio. A conversão ocorre no segundo harmônico das oscilações geradas, pois o circuito L7C18C20 é sintonizado pelo capacitor C20 na faixa de 12,5...17,5 MHz. A seletividade é garantida pela ação de um PLL: quando a frequência do oscilador local se aproxima da metade da frequência do sinal da estação recebida, esta frequência é capturada e ocorre a detecção FM síncrona [3]. Neste caso, a tensão de saída é 3H independente do nível dos sinais FM de entrada, o que equivale à ação do AGC, e a modulação de amplitude e o ruído de impulso também são suprimidos. A banda 3F (aproximadamente 3 kHz) é determinada pelo filtro passa-baixa (LPF) R19C17. Um filtro passa-baixo RC ou LC de ordem superior pode ser usado na saída do receptor, o que melhorará ainda mais a relação sinal-ruído.

Fig.2 (clique para ampliar)

O uso de apenas um transistor VT5 em vez de um receptor FM de vários estágios reduziu drasticamente o nível geral de ruído do caminho. O decisivo aqui é que a base deste transistor seja conectada 3H através de um capacitor C16 de alta capacidade (10 μF) a um fio comum. Foi estabelecido experimentalmente que a capacitância deste capacitor determina o desempenho do sistema PLL. Para operar tanto o oscilador local quanto o misturador, basta que a capacitância seja de apenas 10 pF. Porém, neste caso, o sistema PLL praticamente não funciona e o nível de ruído 000H do transistor VT3 aumenta acentuadamente.

Um sinal sonoro de saída com um nível de várias dezenas de milivolts pode ser alimentado a um amplificador simples de 3 horas.

O diagrama esquemático do oscilador local do receptor é mostrado na fig. 3. O oscilador local é feito de acordo com o esquema tradicional de multiplicação da frequência do oscilador mestre, que é montado em um transistor VT1 e opera na frequência de 45 MHz - o terceiro harmônico mecânico do resistor de quartzo ZQ1. A cascata no transistor VT2 é um triplicador de frequência. Sua carga é um circuito L2C8 sintonizado em 135 MHz. A cascata no transistor VT3 está amplificando. O circuito L3C12 aloca um sinal com uma frequência de 135 MHz. O segundo triplicador de frequência é montado em um transistor VT4. Sua carga - o circuito nos elementos L4-L6, C17, C 18, C20 - seleciona um sinal com uma frequência de 405 MHz e suprime os subprodutos da multiplicação de frequência. 4através do circuito de comunicação C19L7, o sinal é alimentado ao circuito L8C21C22, o que melhora ainda mais a filtragem do espectro do sinal de saída, 4através do loop de comunicação L9, oscilações com uma frequência de 405 MHz são alimentadas ao conector de saída XW1 e depois ao misturador.

Fig.3 (clique para ampliar)

Estruturalmente, o receptor é montado em duas caixas feitas de latão prateado (cobre) e dividido em seções por divisórias. O bloqueio do sinal é feito por fiação volumétrica impressa na placa. O oscilador local usa montagem volumétrica em pinos de suporte isolados da caixa com buchas de PTFE. Os elementos de suporte para os circuitos de potência são os capacitores de bloqueio C5, C7, C9, C11, C13, C15, C16.

A localização dos principais elementos nos blocos é mostrada na Fig. 4. Os terminais dos elementos devem ser os mais curtos possíveis, as bobinas L4, L5 e as linhas L6, L8 da unidade osciladora local são soldadas diretamente aos terminais dos capacitores C17, C18, C20-C22. Para reduzir o tamanho dos sistemas oscilatórios de micro-ondas, ressonadores espirais com comprimento muitas vezes menor que as linhas de tira são usados ​​no circuito de entrada do caminho do sinal e nos circuitos de saída do oscilador local [4]. A linha L1 da unidade de radiofrequência é feita de uma tira de cobre folheado a prata com 4 mm de largura e 1 mm de espessura, enrolada em uma espiral com diâmetro de 6,5 e passo de 2,5 mm. O número de voltas na espiral é 5, as torneiras são feitas a partir da 1ª e 4ª voltas. A linha L8 do bloco oscilador local é projetada de forma semelhante, mas sem derivações. Os laços de comunicação L7, L9 são feitos em forma de grampos a partir de pedaços de fio de cobre prateado com diâmetro de 0,8 e comprimento de 30 mm (Fig. 4). O Resonator L6 é uma tira folheada a prata medindo 48X4X1 mm. As torneiras estão localizadas a uma distância de 6,5+9,5+16 mm (contando a partir da extremidade conectada ao corpo).

Figura.4

As bobinas L2, L3, L5, L7 no bloco de sinal são enroladas em volta com fio PEV-2 0,5; L2 contém 5 + 4 espiras, L3, L5 - 6 + 4 cada, L7 - 12. No oscilador local, as bobinas L2 e L3 têm 2 + 1,5 espiras, L4 e L5 - 3 espiras cada. L2 e L3 são feitos com um passo de 2 mm com um fio prateado com um diâmetro de 0,8 mm, L4, L5 - com um passo de 4 mm com um fio prateado com um diâmetro de 1,2 mm. Essas bobinas são enroladas em quadros de poliestireno com diâmetro de 6,5 mm dos caminhos UPCHI de TVs unificadas. Estranguladores L4, L6 - DM-0,1. O capacitor C20 da unidade de sinal é feito de um capacitor de sintonia com um dielétrico de ar e um eixo alongado; colocado diretamente ao lado do contorno L7C18.

Resistores fixos - MLT. Capacitores trimmer - KPVM, capacitores de suporte - KO-2 ou qualquer tamanho adequado, com capacidade de 1000...6800 pF, o restante - KM, KD. Capacitores C16, C22 no bloco de sinal - K53-1 ou K50-6.

Em vez do diodo GI401A, você pode usar GI401B, AI402A com qualquer índice de letras, em vez de transistores GT313B - KT3128A, KT3127A, KT328B. O transistor GT31 IE (VT5 na unidade de sinal) será substituído por GT311I, KT306B, KT312B, KT316A.

O receptor começa a ser configurado a partir do bloco de sinal. Um amplificador 1H está conectado ao conector de saída XW3. Em seguida, conecte a fonte de alimentação e certifique-se de que a cascata do transistor VT5 esteja funcionando, para isso toque no emissor do transistor com uma chave de fenda. Se o transistor estiver funcionando corretamente, você deverá ouvir uma corrente alternada de fundo. Em seguida, uma antena ou gerador de sinal padrão (SSG) é conectado ao coletor do transistor VT4 e a recepção é obtida reestruturando o circuito C20C18L7! estações de rádio amador ou "frequência portadora GSS na faixa de 28 a 30 MHz. Ao sintonizar a portadora, a frequência deve ser capturada e mantida. Se necessário, selecione os capacitores C18 e C19, obtendo recepção estável [3]. Após isso , a antena ou GSS é conectada ao transistor base VT3 e, em seguida, ao ponto de conexão dos elementos VD1 e C2 e verifica a operabilidade do caminho IF. Os circuitos L2C3C4, L3C8R8, L5C14R16 são ajustados para que a largura de banda do caminho IF seja 25...35MHz,

A afinação do bloco oscilador local começa com um oscilador de quartzo - deve haver geração estável no terceiro harmônico mecânico do ressonador de quartzo. Nos demais estágios, os circuitos são sintonizados nas frequências indicadas na Fig. 3. Em seguida, a saída do bloco oscilador local é conectada ao mixer do bloco de sinal e, fornecendo uma frequência portadora na faixa de 430 ... 440 MHz à entrada da antena do GSS, o sinal é recebido por sintonia o circuito L7C20C18. Depois disso, o nível do sinal na entrada do receptor é reduzido à falha de retenção de frequência e, ajustando os circuitos L1C1 no bloco de sinal e L6C20, L8C21C22 no oscilador local, obtém-se uma captura e retenção confiáveis ​​da frequência do sinal. Essas operações são repetidas até que o valor mínimo do sinal de entrada seja alcançado, o que ainda garante a manutenção da frequência. Isso completa a configuração do receptor.

Literatura

1. Polyakov V. Comunicação de rádio com FM. - Rádio, 1986, nº 1, p. 24-26.
2. Polyakov V. T. Broadcasting FM receivers with phase-locked loop.- M .: Radio and communication, 1983.
3. Zakharov A. Em KB receptores FM com PLL - Rádio, 1985, nº 12, p. 28-30.
4. Zherebtsov I. Introdução à técnica de ondas decimétricas e centimétricas.- L.: Energia, 1976.

Autor: A. Mikhelson (UA6AFL), Krasnodar; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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