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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK 28-MHz-Direktumwandlungsempfänger für die Weltraumkommunikation. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Radioempfang Der in diesem Artikel beschriebene Empfänger ist für den Empfang von CW- und SSB-Signalen von Amateurfunkstationen im Bereich 29.3...29.6 MHz ausgelegt. Bekanntlich wird dieser spezielle Abschnitt der 10-Meter-Reichweite für die Amateurkommunikation über Repeater empfohlen, die auf künstlichen Erdsatelliten installiert sind (Kanal zum Empfangen von Signalen vom Satelliten). Die Eigenschaften des Empfängers ermöglichen die Verwendung mit einfachen Antennen zur Organisation der Amateurkommunikation durch pädagogische und experimentelle IS3, die sich in kreisförmigen Umlaufbahnen mit einer Höhe von bis zu 2000 km befinden und über integrierte Repeater mit einer Ausgangsleistung von etwa 1 W verfügen. Technische Eigenschaften Empfangsfrequenzbereich, MHz ....... 29,3 ... 29,6
Das schematische Diagramm des Empfängers ist in Abb. 1 dargestellt. Es enthält einen HF-Verstärker, einen Diodenmischer, einen Lokaloszillator und einen Bassverstärker.
Das Signal von der Antenne über den passenden Koppelkondensator C1 wird einem zweikreisigen Bandpassfilter L1C2L2C3 mit einer Bandbreite von etwa 300 kHz zugeführt und dann durch den Transistor V1 verstärkt. Die Kollektorschaltung dieses Transistors enthält eine L3C8-Schaltung, die auf eine Frequenz von 29,45 MHz abgestimmt ist. Die Verstärkung des Hochfrequenzverstärkers liegt nur geringfügig über Eins. Der Zweck der Verwendung eines solchen Verstärkers besteht darin, Verluste im Bandpassfilter zu kompensieren und den Durchgang des Lokaloszillatorsignals zur Antenne zu schwächen. Der Mischer des Empfängers besteht aus antiparallel geschalteten Dioden V4 und V5. Ihm wird das empfangene Signal ("L3C8-Schaltung") und die Lokaloszillatorspannung (von einem Teil der L4-Spule) zugeführt. Entsprechend dem Funktionsprinzip des Mischers wird die Lokaloszillatorfrequenz doppelt so niedrig wie die Frequenz eingestellt des empfangenen Signals, also 14,6 ... 14,8 MHz. Der lokale Oszillator des Empfängers wird am Transistor V6 gemäß dem kapazitiven Dreipunktschema hergestellt, das aufgrund der relativ großen Kapazität der Kondensatoren C15 und C16, die parallel zu den Transistorübergängen geschaltet sind, eine erhöhte Frequenzstabilität bietet. Eine Änderung der Sperrschichtkapazitäten hat dabei wenig Einfluss auf die Erzeugungsfrequenz. Die Versorgungsspannung des Lokaloszillators wird durch die Zenerdiode V7 stabilisiert. Das durch den L5C9C10-Tiefpassfilter mit einer Grenzfrequenz von 2,8 kHz isolierte Niederfrequenzsignal wird einem dreistufigen Niederfrequenzverstärker an den Transistoren V8-V10, V12 zugeführt. V13. Zur Verbesserung der Temperaturstabilität ist der Verstärker auf Siliziumtransistoren aufgebaut. Alle drei Stufen durch die Widerstände R7 und R11 werden durch negative DC-Rückkopplung abgedeckt. Der Endleistungsverstärker ist nach dem Schema eines Gegentakt-Emitterfolgers an Transistoren V12, V13 unterschiedlicher Struktur aufgebaut. Die Diode V11 wird verwendet, um eine kleine anfängliche Vorspannung der Ausgangstransistoren zu erzeugen, die den "Schritt" des Verzerrungstyps reduziert. An den Ausgang des Empfängers können Sie Telefone mit einer Impedanz von mindestens 70 ... 100 Ohm oder einen Lautsprecher für ein Stadtrundfunknetz anschließen. Niederohmige Treiber können über einen Anpassungstransformator mit einem Wicklungsverhältnis von ca. 5:1 angeschlossen werden. Es gibt keine Vorkehrungen zum Einstellen der Verstärkung des Niederfrequenzsignals, da das AGC-System ziemlich effektiv arbeitet. Die AGC-Schaltung enthält einen Gleichrichter (Dioden V2, V3) und eine Glättungs-RC-Schaltung (R2C5). Das Signal zum AGC-Gleichrichter kommt vom Ausgang des Empfängers über die R13C7-Kette. Bei Batteriebetrieb (9 V) ist die Spannung an der Zenerdiode V7 kleiner als die Betriebsspannung und die Stromaufnahme nimmt stark ab. Wenn der Empfänger nur mit Batterien betrieben werden soll, kann die V7-Zenerdiode weggelassen werden. Im Empfänger wurden Maßnahmen ergriffen, um die Empfindlichkeit zu erhöhen und das Eigenrauschen zu reduzieren. Am Eingang des Bassverstärkers ist ein rauscharmer Siliziumtransistor KT208 verbaut. Der Mischer verwendet rauscharme Dioden mit einer Schottky-Barriere KD514A. Der gesamte Signalweg vom Mischereingang bis zur Basis des Eingangstransistors des NF-Verstärkers ist impedanzangepasst, was für geringe Signalverluste sorgt. Die Mischerimpedanz, die charakteristische Impedanz des Tiefpassfilters und die Eingangsimpedanz des Tiefpassverstärkers sind einander gleich und betragen etwa 2 kΩ. Es ist durchaus möglich, den Empfänger ohne HF-Verstärker auszuführen, dies führt jedoch zu einer Verringerung der Selektivität des Vorwählers. Außerdem wird natürlich das AGC-System nicht funktionieren. Die Eingangsschaltung erfolgt in diesem Fall gemäß der in Fig. 2.
Das von der Antenne empfangene Signal wird durch die L-förmige Verbindung des L6C1L3C2-Bandpassfilters gefiltert und geht sofort zum Mischer. Die Filterbandbreite beträgt 2...3 MHz. Im Vergleich zu einer einzelnen Eingangsschleife bietet der Filter eine deutlich bessere Unterdrückung von Außerbandsignalen und einen geringeren Durchlassverlust. Dank der Autotransformator-Verbindung der Längs- (L6C1) und Querzweige (L3C2) des Filters wird der Antennenwiderstand (3 Ohm) durch den Ausgang der Spule L75 transformiert und stimmt mit der Eingangsimpedanz des Mischers (2 kOhm) überein ). Die Empfindlichkeit des Empfängers ohne HF-Verstärker mit einer Eingangsschaltung, die nach dem Schema von Abb. 1 erreicht 0,3 ... 0,4 μV. Bau. Der Empfänger ist auf einer Leiterplatte mit den Maßen 140x50 mm montiert. Die Farben in der Abbildung heben die Spuren hervor, von denen die Folie entfernt wurde.
In den Hochfrequenzschaltungen des Empfängers werden Keramikkondensatoren verwendet. Der Kondensator C13 ist ein kleiner Trimmer mit Luftdielektrikum, der eine bewegliche und eine oder zwei feste Platten enthält. Elektrolytkondensatoren - K53-1, der Rest - KLS. Widerstände können von beliebiger Art sein. Schleifenspulen L1-L4 und L6 sind auf selbstgebaute Rahmen aus organischem Glas gewickelt. Die Rahmenskizze ist in Abb. 4 dargestellt. 6. Zur Herstellung eines Rahmens aus einer 9 mm dicken organischen Glasplatte wird ein Werkstück mit den Abmessungen 13 x 4 mm abgeschnitten. Darin wird ein Loch gebohrt und ein M4-Gewinde geschnitten. Überschüssiges Material wird mit einer Stichsäge oder Metallsäge entfernt, und dann wird der Arbeitsteil des Rahmens mit einer Feile fast zylindrisch geformt. Die Spulen sind mit SCR-12-Kernen aus SB-5a-Panzerungskernen abgestimmt. Jeder Kern sollte in zwei Hälften gesägt und mit einer Stichsäge durch einen Schlitz auf der zweiten Hälfte gesägt werden, wodurch zwei Baumeister entstehen. Ihre Länge beträgt etwa XNUMX mm.
Die Wickeldaten der Spulen sind in der Tabelle angegeben. Spulen werden Spule für Spule gewickelt. Spule L5 ist auf einen Ringkern aus M1500NM Ferrit (Größe K12X8X6) gewickelt.
Sie können andere Kerne mit einem Außendurchmesser von 10 bis 20 mm verwenden, indem Sie die Anzahl der Windungen entsprechend anpassen. Sie sollte umgekehrt proportional zur Quadratwurzel der magnetischen Permeabilität sein. Wenn beispielsweise M3000NM-Ferrit verwendet wird, sollte die Anzahl der Windungen auf 270 reduziert werden. Der Ringdurchmesser beeinflusst die Induktivität weniger, aber bei Verwendung eines großen Rings sollte die Anzahl der Windungen leicht reduziert werden. Der KP303E-Transistor im Empfänger kann durch KP303D oder KP303G ersetzt werden. Dioden V2, V3 - beliebiges Silizium. Im Mixer kann KD503A mit etwas schlechterem Ergebnis verwendet werden. KD503B oder KDS523. Im lokalen Oszillator können Sie die Transistoren KT312 und KT315 mit beliebigen Buchstabenindizes verwenden. Der Bassverstärker kann auch mit Germanium-Niederfrequenztransistoren P27A, P28 (V8), MP39-MP42 (V9, V10 und V13), MP9-MP11, MP37 (V12) hergestellt werden. In diesem Fall verschlechtert sich die thermische Stabilität nur geringfügig. Um eine ausreichende Niederfrequenzverstärkung zu erhalten, muss der Koeffizient h21e der Transistoren V8-V10 mindestens 60 ... 80 betragen. In diesem Niederfrequenzverstärker sollten keine Hochfrequenztransistoren verwendet werden, da in diesem Fall häufig eine hartnäckige Selbsterregung bei Frequenzen in der Größenordnung von zehn bis hundert Kilohertz beobachtet wird. Diode V11 - jedes Low-Power-Germanium. Das Design des Empfängers kann beliebig sein, es ist nur wichtig, den Kondensator C13 in unmittelbarer Nähe der lokalen Oszillatorschaltung zu platzieren. Der Kondensator ist mit kurzen starren Leitern mit dem Stromkreis verbunden.
Die Einrichtung des Empfängers beginnt mit der Überprüfung der Modi der Transistoren. Die Spannung an den Emittern der Transistoren V12 und V13 sollte gleich der halben Versorgungsspannung sein. Dies wird durch Auswahl der Widerstände R7 und R11 erreicht. Der Bassverstärker bedarf in der Regel keiner weiteren Einstellung. Die Ströme der Transistoren VI, V6 werden durch die Widerstände R3 und R4 eingestellt. Die Lokaloszillatorfrequenz wird durch den Kern der Spule L4 eingestellt. Die Frequenz wird durch einen resonanten Wellenmesser oder einen abgestuften KB-Empfänger gesteuert. Dann sollten Sie die Empfindlichkeit des Empfängers ohne HF-Verstärker überprüfen, indem Sie den Drain-Anschluss des Transistors V1 vorübergehend von der Spule L3 trennen. Wenn Sie eine externe Antenne über einen Koppelkondensator mit einer Kapazität von 3 ... 3 pF an den oberen Ausgang der L5-Spule anschließen, sollten Sie "Luftrauschen" hören und Signale von Amateurstationen empfangen können. Die L3C8-Schaltung ist dann auf maximale Empfangslautstärke eingestellt. Um eine maximale Empfindlichkeit zu erreichen, sollten Sie die lokale Oszillatorspannung an den Mischerdioden auswählen, indem Sie die Position des Spulenabgriffs von L4 anpassen. In gewissen Grenzen kann die Lokaloszillatorspannung auch durch Einstellen des Verhältnisses der Kapazitäten der Kondensatoren C12 und C14 verändert werden. Beispielsweise bewirkt eine Erhöhung der Kapazität des Kondensators C12 bei einer entsprechenden Verringerung der Kapazität des Kondensators C14 eine Verringerung der Amplitude von Schwingungen bei unveränderter Frequenz. Die Einrichtung eines HF-Verstärkers läuft darauf hinaus, die Schaltkreise L1C2, L2C3 und L3C8 gemäß dem maximalen Rauschen am Empfängerausgang mit angeschlossener Antenne auf Resonanz abzustimmen. Wenn die Verstärkung des Hochfrequenzverstärkers zu hoch ist (die Rauschamplitude am Ausgang des Empfängers mit angeschlossener Antenne übersteigt 0,5 V) oder der Verstärker sich selbst erregt, sollte der Spulenabgriff L3 näher an den Masseanschluss oder verschoben werden diese Spule mit einem Widerstand umgangen. Beim Empfang schwacher Amateurfunkstellen sollten Sie die Lage des Rotors des Koppelkondensators C1 bei gleichzeitiger Resonanzregelung des L1C2-Kreises auf maximalen Rauschabstand am Empfängerausgang wählen. Beim Aufbau der Eingangsschaltung des Empfängers ohne HF-Verstärker, hergestellt nach dem Schema von Abb. In 2 sind die Schaltungen L6C1 und L3C2 auf Resonanz bei maximaler Empfangslautstärke abgestimmt. Durch die Veränderung der Position des L3-Spulenabgriffs wird der maximale Signal-Rausch-Abstand beim Empfang von Signalen von schwachen Sendern erreicht. Autor: V. Polyakov (RA3AAE), Moskau; Veröffentlichung: N. Bolschakow, rf.atnn.ru
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