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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Receptor VHF FM com ressonador de cavidade. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / recepção de rádio Os receptores detectores são geralmente feitos para receber estações de transmissão que operam com AM nas bandas LW, MW [1, 2] e, menos frequentemente, HF. Na faixa VHF, praticamente não são utilizados. Isso se deve, primeiramente, ao fato de ser necessário obter um nível de sinal suficiente para sua detecção. Nas bandas LW e MW isso é conseguido aumentando o comprimento da antena, na banda VHF é quase inútil fazer isso, pois o comprimento de onda é de apenas alguns metros. Em segundo lugar, é necessário garantir a seleção do sinal recebido. Se nas faixas LW e MW isso requer um fator de qualidade de um circuito carregado de 25 ... 100 e o circuito pode ser implementado em elementos LC comuns, então na faixa VHF um fator de qualidade de mais de 100 é necessário e é não é tão fácil obtê-lo. Há outro problema - um simples detector de diodo só pode demodular sinais AM. Portanto, para demodular sinais FM, é necessário primeiro converter FM para AM. Isso pode ser feito na inclinação da característica amplitude-frequência (curva de ressonância) do circuito oscilatório, conforme mostrado na Fig. 1.
Com esta configuração, mudanças na frequência do sinal recebido levam a uma mudança em sua amplitude. O sinal pode então ser demodulado com um simples detector de diodo. É claro que para uma boa conversão é necessária uma grande inclinação da característica, ou seja, novamente, um grande fator de qualidade do circuito. O ressonador de cavidade espiral possui um fator de alta qualidade (Fig. 2).
Ele contém uma tela redonda ou retangular, dentro da qual é colocada uma bobina de camada única. Uma de suas extremidades está fechada para a tela e a outra está aberta. Para sintonizar o ressonador em frequência, um núcleo ou placa de metal é colocado ao lado da saída aberta da espiral e a capacitância do ressonador muda. O fator de qualidade dos ressonadores espirais descarregados, dependendo de seu projeto e frequência de ajuste, pode estar na faixa de 200...5000. O esquema do receptor VHF FM do detector é mostrado na fig. 3.
Sua base é um ressonador de cavidade espiral. Uma antena externa é conectada à espiral através do conector XS1. A frequência do receptor é sintonizada por um capacitor variável C1. Um retificador de meia ponte (detector) é montado nos diodos VD1, VD2, aos quais um sinal do ressonador é alimentado através do capacitor C2. Uma carga é conectada à saída do detector com um fio blindado (sua capacitância suaviza as ondulações de RF do sinal detectado) - telefones de alta resistência ou frequências ultrassônicas com grande impedância de entrada. Quanto maior a resistência de carga, maior o fator de qualidade do ressonador, o que significa que um sinal maior irá para os diodos e o nível do sinal 3H aumentará. Para fabricar tal receptor, primeiro é necessário fazer um ressonador espiral. Uma lata cilíndrica de metal estanhado, de preferência com uma tampa de metal, é adequada para isso. O design do receptor é mostrado na fig. 4, é projetado para a faixa de 88 ... 108 MHz.
Foi utilizada a lata 1 de café "Nescafé" com diâmetro de 75 e altura de 70 mm. A espiral 2 é enrolada com fio PEV-2 com diâmetro de 2 mm, contém 6 voltas. O enrolamento é sem moldura, com diâmetro de 35 mm e comprimento de 36...40 mm. É desejável aumentar um pouco o número de voltas, para que, se necessário, outros ajustes possam ser feitos encurtando a espiral. A extremidade inferior do fio é passada por um orifício na parede lateral, dobrada e soldada na lateral externa. Um conector XS1 é instalado no lado inferior ou lateral e o contato central é conectado à espiral a uma distância de aproximadamente 0,1 ... 0,15 voltas do início do enrolamento (sem contar o pedaço reto do fio). No interior da lata, mais perto do final da espiral, os diodos são soldados e um dos condutores é retirado pela manga isolante. O capacitor C2 é um pedaço de fio PEV-2 de 0,4 ... 0,5 20 ... 30 mm de comprimento, colocado próximo às voltas da espiral. A parte móvel do capacitor C1 é feita na forma de um disco de metal 3, que é preso ao parafuso 4. Esse parafuso se move na porca ou luva 5, que é soldada na tampa 6. O disco 3 pode ser feito de estanho, seu diâmetro é igual ao diâmetro da espiral, para reduzir as perdas é necessário cortar 1...3 setores com um ângulo de vários graus. Para a fabricação de um ressonador espiral, podem ser utilizadas latas de metal de diâmetro diferente, e quanto maior o diâmetro, maior o fator de qualidade pode ser obtido. É possível calcular um ressonador com um jarro de diâmetro diferente ou para uma faixa diferente usando um método simplificado [3], que dá resultados bastante satisfatórios. Em primeiro lugar, deve-se procurar escolher uma jarra (ver Fig. 2) com a relação H/D = 1,2...1,3, onde H é a altura da jarra; D é o diâmetro da lata. Se a proporção for diferente, o erro de cálculo aumentará. Número de voltas N = 2586/(Fr), onde F é a frequência de sintonia superior (MHz); r - raio da lata (cm). Diâmetro do enrolamento espiral (no centro do fio) d = r, comprimento do enrolamento I = 1,5r, passo do enrolamento a = I/N, diâmetro do fio b = a/4. É desejável manter a distância das extremidades da bobina às paredes inferior e superior dentro de L = 0,25 ... 0,3D. Ao escolher um banco, considere o seguinte. O que importa é a limpeza do processamento da superfície interna, é bom se for brilhante. É desejável que não haja juntas localizadas paralelamente à bobina, mas como na maioria dos casos existem, é preciso ficar atento à qualidade e, se necessário, soldar. A extremidade inferior aterrada da bobina deve ser trazida para a parede lateral em um ângulo reto. Com base no exposto, podemos concluir que a jarra utilizada pelo autor não é a melhor opção. A relação H / D era de cerca de 1, por isso as curvas inferiores ficavam muito próximas da parede inferior, o que significa que o fator de qualidade diminuiu. O erro de cálculo não ultrapassou 8 ... 10% - o número de voltas deveria ser 6,5 e, após o ajuste, resultou em 6. A antena era um pedaço de fio com diâmetro de 1 ... 1,5 mm e um quarto de comprimento de onda, neste caso cerca de 70 cm, o nível do sinal recebido depende fortemente da orientação da antena e de sua localização. No receptor, é desejável usar diodos detectores de germânio de alta frequência com a menor capacitância possível. Para obter uma recepção de fone de ouvido alta, você precisa de uma grande intensidade de campo de sinal recebido, o que é possível nas imediações da estação de rádio. Nesse caso, deve-se procurar aumentar o fator de qualidade do ressonador reduzindo a capacitância do capacitor C2, ou seja, removendo um pedaço de fio da espiral. Se a distância da estação de rádio for significativa, a recepção nos telefones é difícil devido à baixa intensidade do sinal. Em seguida, o sinal do detector deve ser alimentado ao conversor de frequência ultrassônico, enquanto sua resistência de entrada deve ser superior a 100 kOhm e a sensibilidade deve ser de 1 ... 3 mV. Se não houver esse UHF, ele pode ser feito de forma independente, tornando todo o receptor FM VHF. Além disso, você pode usar o conversor de frequência ultrassônico existente fazendo um estágio correspondente em um transistor de efeito de campo. Ao testar o layout do receptor com o autor do artigo, devido à distância das estações de rádio transmissoras (a mais próxima, mas não a mais potente, a uma distância de 2 km, as demais são mais distantes), apenas uma estação de rádio foi recebida em telefones com resistência de vários kOhm e fracamente. Tive que adicionar UZCH, após o que três estações de rádio (das sete operando nesta faixa) foram recebidas com muito volume (quase o mesmo) e com boa qualidade. Dois deles foram recebidos mais alto quando a antena foi orientada horizontalmente e um foi recebido verticalmente. Em frequência, essas estações de rádio estão separadas umas das outras por cerca de 2 MHz e não foi observada interferência mútua. O receptor estava localizado no peitoril da janela, a antena tinha cerca de 70 cm de comprimento. As medições mostraram que a largura de banda do ressonador espiral carregado neste layout era de cerca de 800...850 kHz, o que corresponde a um fator de qualidade de cerca de 125. Se o nível do sinal for alto, é aconselhável aumentar o fator de qualidade, aumentando assim a seletividade conectando o conector de entrada mais próximo da extremidade aterrada da espiral. Deve-se notar que o receptor não possui um sistema AGC ou limitador, portanto, a tensão do sinal de saída 3H depende do nível do sinal recebido. Isso significa que as estações de rádio mais potentes são recebidas em um volume mais alto. O circuito ultrassônico é mostrado na fig. 5, A.
Sua base é o chip K174UN7 em uma inclusão simplificada padrão. Na entrada do conversor de frequência ultrassônico, é instalado um seguidor de fonte no transistor VT1, o que aumenta a resistência de entrada. O volume é regulado pelo resistor R3, o resistor R4 define o ganho ideal do microcircuito. A conexão ao receptor deve ser feita com um fio blindado de menor comprimento possível. Ao combinar o ressonador e o UZCH em um design, por exemplo, em uma caixa de um alto-falante de assinante, você pode criar um bom receptor FM VHF. Se o nível do sinal no ponto de recepção for tão alto que a saída do receptor tenha uma tensão detectada de mais de 1 V, o circuito seguidor da fonte deve ser modificado de acordo com a Fig. 5 B.
Todas as partes do UZCH são colocadas em uma placa de circuito impresso feita de fibra de vidro, cujo esboço é mostrado na fig. 6.
As seguintes partes podem ser usadas no dispositivo: transistor de efeito de campo - KP303G, D, KP307A, B; capacitores polares - K50; não polar - K10-17; resistor variável - SP4, SPO; equipado - SPZ-19; resistores fixos - MLT, S2-33. Literatura
Autor: I. Aleksandrov, Kursk
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