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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK UKW-UKW-Empfänger mit PLL. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Radioempfang Funkamateuren werden mehrere einfache UKW-FM-Direktumwandlungsempfänger mit Phasenregelkreis (PLL) angeboten, die durch direkte Synchronisation der Lokaloszillatorfrequenz mit dem empfangenen Signal implementiert werden [1]. Alle Designs verwenden einen Funkempfänger, dessen Schaltung in Abb. 1. Dies ist ein Frequenzumsetzer mit einem kombinierten lokalen Oszillator, der gleichzeitig die Funktionen eines Synchrondetektors erfüllt. Die Eingangsschaltung L1C2 ist auf die Frequenz des empfangenen Signals abgestimmt, und die Lokaloszillatorschaltung L2C6 ist auf eine Frequenz gleich der Hälfte davon abgestimmt. Die Umsetzung erfolgt auf der zweiten Harmonischen des Lokaloszillators, die Zwischenfrequenz liegt also im Audiobereich. Die Frequenzsteuerungsfunktionen des lokalen Oszillators werden vom Transistor VT1 selbst ausgeführt, dessen Ausgangsleitfähigkeit (er überbrückt die L2C6-Schaltung) vom Kollektorstrom und daher vom Ausgangssignal des Empfängers abhängt.
Als lokaler Oszillator ist der Transistor VT1 gemäß der OB-Schaltung und als Frequenzwandler gemäß der OE-Schaltung geschaltet. Das Eingangssignal wird der Basis des Transistors von der L1C2-Breitbandschaltung zugeführt, abgestimmt auf die mittlere (70 MHz) Frequenz des Empfangsbereichs. Der Lokaloszillator ist im Frequenzbereich von 32,9 ... 36,5 MHz so abgestimmt, dass die Frequenz seiner zweiten Harmonischen innerhalb der Grenzen des VHF-Rundfunkbereichs (65,8 ... 73 MHz) liegt. Der Wirkungsgrad des Empfängers hängt vom Pegel der zweiten Harmonischen der Lokaloszillatorschwingungen im Kollektorstrom des Transistors VT1 ab. Um die Amplitude dieser Komponente zu erhöhen, wird die Kapazität des Mitkopplungskondensators C7 2...3 mal größer gewählt, als es für die Erzeugung bei der Grundfrequenz erforderlich ist. Als Synchrondetektor ist der Transistor VT1 gemäß der OB-Schaltung angeschlossen. Es sorgt für eine Verstärkung des Audio-(Zwischen-)Frequenzsignals, die ungefähr dem Verhältnis der Widerstände der Widerstände R2/R3 entspricht. Der Schaltkreis R2C3 blockiert den Lokaloszillator bei Hochfrequenz und dient als Last für den Synchrondetektor. Die Zeitkonstante dieser Schaltung ermöglicht es Ihnen, das gesamte vom komplexen Stereosignal (CSS) belegte Frequenzband zu überspringen. Wenn nur monophone Übertragungen empfangen werden, kann die Kapazität des Kondensators C3 erhöht werden, um eine Standardzeitkonstante von 50 μs zu erhalten. Die Spannung am Empfängerausgang beträgt 10...30 mV (dies reicht aus, um Radiosendungen auf Telefonen zu hören, die anstelle des Widerstands R2 angeschlossen sind) und hängt nicht vom Signalpegel des empfangenen Radiosenders ab. Der beschriebene Empfänger ist in seiner Empfindlichkeit dem superregenerativen Empfänger nicht unterlegen, aber im Gegensatz zu ihm "rauscht" er nicht, wenn kein Signal vorhanden ist. Wenn der lokale Oszillator auf eine Frequenz abgestimmt ist, die die Hälfte der Frequenz des Radiosenders ist, erfolgt eine Erfassung, begleitet von einem Klicken, wonach der Empfänger in einem bestimmten Retentionsband der Frequenz des empfangenen Signals "folgt" und trägt aus seiner synchronen Erkennung. Die PLL und die gute Entkopplung von Eingangs- und Überlagerungskreisen (aufgrund der großen Unterschiede in ihren Abstimmfrequenzen) führten zu einer unbedeutenden Abstrahlung in die Antenne und ermöglichten den Verzicht auf den Hochfrequenzverstärker. Der Nachteil des Empfängers ist die übermäßige Erweiterung des Haltebandes für starke Signale und deren direkte Erkennung, was jedoch mehr oder weniger typisch für alle FM-Direktumsetzungs-PLL-Empfänger ist. Im Empfänger können auch Siliziumtransistoren verwendet werden (z. B. KT315V). Die Spulen L1, L2 sind rahmenlos (Innendurchmesser 5 mm, Wicklungssteigung 1 mm) und enthalten jeweils 6 (mit einem Abgriff von der Mitte) und 20 Windungen des Drahtes PEV-2 0,56. Ein schematisches Diagramm eines Taschenradios mit Lautsprecherempfang ist in Abb. dargestellt. 2. Der Empfang erfolgt über eine Rahmenantenne WA2, abgestimmt durch den Kondensator C2 auf die Mitte des UKW-Rundfunkbereichs. Die Spule L1 dient der Verbindung der Antenne mit dem Empfangsgerät, das auf einem der Transistoren der DA1-Mikrobaugruppe montiert ist und durch den Kondensator C8 entsprechend der Reichweite angepasst wird. Der NF-Vorverstärker besteht aus einem weiteren Mikromontagetransistor, der Endverstärker aus den Transistoren VT1-VT3. Die Ausgangsleistung des Verstärkers bei einer Last mit einem Widerstand von 8 Ohm (dynamischer Kopf 0,25GD-10) bei Stromversorgung durch zwei A332-Elemente (3 V) beträgt 50 mW. Beim Empfang schwacher Signale empfiehlt sich die Verwendung einer externen Antenne WA1, angeschlossen über den Stecker X1.
Der Empfänger kann in jedem geeigneten Kunststoffgehäuse montiert werden. Eine Rahmenantenne (eine Windung einer isolierten Wicklung oder eines Befestigungsdrahtes mit einem Durchmesser von 0,3 ... 0,5 mm) wird entlang ihres Umfangs verlegt und mit Klebstoff befestigt. Die ungefähren Abmessungen des Rahmens betragen 100 x 65 mm. Die Kommunikationsspule L1 ist rahmenlos (Innendurchmesser - 5, Wicklungssteigung - 1 mm) und enthält 2 ... 4 Windungen. Die Spule L2 kann die gleiche sein wie im Funkempfänger gemäß dem Diagramm in Abb. 1. Um jedoch den Mikrofoneffekt zu vermeiden, der aufgrund der akustischen Verbindung zwischen dessen und dem dynamischen Kopf BA1 auftreten kann, ist es besser, ihn rund um rund auf einen einheitlichen Rahmen aus einer Kurzwellenspule eines tragbaren Radios zu wickeln Empfänger (z. B. Marke Okean) mit einem Ferrit-Trimmer. In diesem Fall sollte es 9 Windungen des Drahtes PEV-2 0,27 enthalten. Als Abstimmkondensator kann ein Abstimmkondensator mit Luftdielektrikum dienen. Die Einrichtung beginnt mit der Überprüfung der Modi von Transistoren. Die Spannung an den Emittern der Transistoren VT2, VT3, die gleich der halben Versorgungsspannung ist, wird durch Auswahl des Widerstands R11 eingestellt. Ferner durch Kurzschließen der lokalen Oszillatorschaltung L2C6 und Anlegen eines NF-Signals von mehreren Millivolt an den Emitter des DA1.1-Transistors. Stellen Sie sicher, dass es den gesamten Empfängerpfad durchläuft. Der lokale Oszillatormodus wird durch die Auswahl des Widerstands R1, des Pegels der zweiten Harmonischen - des Kondensators C7, geregelt. Die Bereichsgrenzen werden durch Veränderung der Induktivität der Spule L2 eingestellt. Der Eingangskreis wird mit dem Kondensator C2 abgestimmt, wobei der Schwerpunkt auf dem maximalen Halteband der Signale der empfangenen Radiosender liegt. Auf Abb. 3 ist ein schematisches Diagramm eines einfachen Stereo-VHF-FM-Empfängers. Um eine maximale Empfindlichkeit zu erreichen, ist in den Mitkopplungskreis der Kaskade am Transistor DA1.1 ein Serienschwingkreis L3C7 eingebaut, der auf die Mitte des VHF-Bereichs abgestimmt ist. Der Empfänger wird mit dem Variometer L2 auf Reichweite abgestimmt. Die Zeitkonstante der R2C3-Schaltung ermöglicht es Ihnen, das von einem komplexen Stereosignal belegte Frequenzband mit einem Abfall bei einer Frequenz von 46,25 kHz von nicht mehr als 3 dB zu überspringen. Ein 1.2-kHz-Hilfsträgerfrequenz-Wiederherstellungsverstärker ist auf dem DA31,25-Transistor montiert. Er wird mit der auf diese Frequenz abgestimmten L4C8-Schaltung belastet, die in Reihe mit dem Widerstand R5 geschaltet ist.Die Resonanzimpedanz dieser Schaltung ist so gewählt, dass, wenn sie voll eingeschaltet ist, ein Hilfsträgerfrequenzrückgewinnungspegel von 14 ... 17 dB besteht bereitgestellt. (Wie aus [2] hervorgeht, kann der Gütefaktor der Hilfsträgerfrequenz-Wiederherstellungsschaltung vom Standard abweichen. Dies führt nicht zu nichtlinearen Verzerrungen während der Detektion, während eine Verringerung des Übersprechens bei Frequenzen unter 300 Hz praktisch keinen Einfluss auf die hat Stereoeffekt).
Die Pufferstufe am Transistor VT1 ist direkt mit der vorherigen verbunden. Es hat eine niedrige Spannungsverstärkung (etwa zwei), eine hohe Eingangsimpedanz und umgeht die Hilfsträger-Wiederherstellungsschaltung nicht. Vom Kollektor des Transistors VT1 gelangen polarmodulierte Schwingungen durch den Lautstärkeregler R8 zum Polardetektor, der auf den Dioden VD1, VD2 hergestellt wird.Um das Design zu vereinfachen, ist der Lautstärkeregler vor dem Detektor enthalten. Die Elemente L5 und C17 liefern jeweils Lautstärke bei niedrigeren und höheren Audiofrequenzen. Der Polardetektor ist mit R9C11- und R10C12-Schaltungen geladen. Ausgleich der Vorverzerrung der originalen Stereosignale. Beim Empfang von Mono-Sendungen wird der Poldetektor durch den Schalter SA1 kurzgeschlossen. Der NF-Stereoverstärker ist auf den Transistoren VT2-VT5 aufgebaut, die Ausgangsstufe arbeitet im Modus A. Die Ausgangsleistung des Verstärkers bei einer Last mit einem Widerstand von 8 Ohm beträgt 1 ... 2 mW, die Stromaufnahme beträgt 7 ... 8 mA. Der Verstärker kann auch an Stereo-Kopfhörern mit einem Widerstand von 8 ... 100 Ohm arbeiten. Der Aufbau des Variometers ist in Abb. dargestellt. 4, a. Sein Körper 1 ist aus Fluorkunststoff gefertigt und weist innen ein M5-Gewinde auf. Die Befestigungsklemme 2 besteht aus Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,5 mm, der Trimmerstift 3 besteht aus Messing. Stimmknopf 4 – beliebig fertig oder selbstgemacht. Die Nummer 5 bezeichnet das Empfängergehäuse, die Nummer 6 die Platine.
Die Variometerspule L2 enthält 16 Windungen des Drahtes PEV-2 0.56, Spulen L1 und L3 (rahmenlos, Innendurchmesser 5, Wicklungssteigung 1 mm) - jeweils 6 (mit einem Abgriff von der Mitte) und 10 Windungen des gleichen Drahtes. Die Spule L4 der Hilfsträgerfrequenz-Signalwiederherstellungsschaltung (155 Windungen) ist mit PEV-2 0,2-Draht auf einen beweglichen Rahmen gewickelt, der auf einem Segment eines Ferritstabs (M400NN) mit einem Durchmesser von 8 und einer Länge von 20 mm angeordnet ist. Die Wicklung des Induktors L5 enthält 500 Drahtwindungen PEV-2 0,1, der Magnetkreis besteht aus Permalloy-Platten Sh3Kh6. Kondensator C8 - KM-5 mit einer Nennspannung von 50 V. Bei der Auswahl des Kondensators C3 ist zu beachten, dass er im empfangenen Frequenzbereich eine geringe Induktivität und geringe Verluste aufweisen muss. Der Netzschalter ist mit dem Stecker X2 (Buchse ONTS-VG-4-5/16-r, Stecker ONTS-VG-4-5/16-V) kombiniert, seine Funktion wird durch eine Brücke ausgeführt, die die Pins 1 und 4 verbindet Eliminieren Sie den Einfluss der Hände auf die Frequenz des lokalen Oszillators der Kaskaden auf der DA1-Mikrobaugruppe, die im Bildschirm platziert sind. Als Antenne können Sie ein Stück Stahldraht mit einer Länge von 20 ... 30 cm und einem Durchmesser von 1 ... 1.5 mm verwenden. Das freie Ende des Drahtes sollte gebogen werden, sodass es wie ein Ring aussieht. Die elektronische Abstimmung kann in den Empfänger eingegeben werden (Abb. 4, b). In diesem Fall ist es mit einem variablen Widerstand R18 konfiguriert. vom Motor, dessen Vorspannung dem Varicap VD3 zugeführt wird. Der Widerstand wird direkt an die Stromversorgung des Empfängers angeschlossen. Bei einer Spannung von 1,5 V kann etwa die Hälfte des Bereichs abgedeckt werden. Die zweite Hälfte kann durch Anlegen einer Vorwärtsspannung an den Varicap (in der linken - gemäß dem Diagramm - Position des SA2-Schalters) blockiert werden. Bei Verwendung eines Geräts mit einem Empfänger gemäß dem Diagramm in Abb. 2 sollte die Versorgungsspannung über das Entkopplungsfilter R19C20 angelegt und der SA2-Schalter ausgeschlossen werden. Die Einrichtung des Empfängers beginnt mit der Einstellung des Betriebsmodus der Endstufen durch Auswahl der Widerstände R11, R14 (bis der Kollektorruhestrom der Transistoren VT5, VT6 innerhalb von 5 ... 8 mA liegt). Überprüfen Sie als nächstes den Frequenzgang des Stereo-Decoders. Dazu wird durch Kurzschließen der Spule L2 ein NF-Signal mit einer Spannung von mehreren Millivolt an den Emitter des Transistors DA1.1 angelegt. Das Ausgangssignal wird vom Widerstand R8 entfernt, nachdem dessen Schieber auf die äußerst linke Position (gemäß dem Diagramm) und der SA1-Schalter auf die im Diagramm gezeigte Position eingestellt wurden. Der Abfall des Frequenzgangs bei einer Frequenz von 46,25 kHz sollte 3 dB nicht überschreiten (dies wird ggf. durch die Auswahl des Kondensators C3 erreicht), und sein Anstieg bei einer Frequenz von 31,25 kHz (mit abgestimmter L4C8-Schaltung) sollte mindestens betragen 14 dB (5 mal). Sie können den Stereodecoder auch für das empfangene Stereosignal konfigurieren. Dazu wird ein hochohmiges Millivoltmeter parallel zu den Kontakten des Schalters SA1 geschaltet und durch Verschieben der Spule L4 entlang des Ferritstabes die Hilfsträgerfrequenz-Erholungsschaltung auf den maximalen Gleichstromanteil am Ausgang des abgestimmt polarer Detektor. Bei einem abgestimmten Kreis sollte es 0.25 ... 0,3 V und bei einem verstimmten oder kurzgeschlossenen - 0,05 V betragen. Wählen Sie bei Bedarf den Widerstand R7 aus, um den maximalen Dynamikbereich der Kaskade am Transistor VT2 zu erreichen. In Abb. Abbildung 5 zeigt ein Diagramm des UKW-Aufsatzes für den industriellen Transistorempfänger „VEF-202“ [3] (die Positionsbezeichnungen seiner Teile gemäß dem Werksdiagramm sind in Klammern angegeben). Der Aufsatz ist in einem Trommelschalter an einer Stange mit einer Reichweite von 52 m montiert. Zur Einstellung der Reichweite wird einer der Abschnitte des variablen Kondensators C75 verwendet, der Empfang erfolgt über eine Teleskopantenne. Das Signal vom Ausgang der Set-Top-Box wird über das Trommelschaltergehäuse dem Eingang des NF-Verstärkers zugeführt. Dazu wird am Ausgang der Konsole ein flexibler Draht angelötet, dessen zweites Ende (ringförmig gebogen) mit der Befestigungsschraube der Leiste mit dem Schaltergehäuse verbunden wird. Das Signal wird von einem beliebigen festen Teil des Schalters (z. B. von einer der Befestigungsschrauben) entfernt und dem Verbindungspunkt zwischen Widerstand R3 und Kondensator C29 des Empfängers zugeführt.
Die Spulen L1 (5 Windungen mit einem Abgriff von der 2.) und L2 (9 Windungen) werden mit PEV-2 0,31-Draht auf Rahmen von Spulen im Bereich von 52 bis 75 m gewickelt. Vor dem Einbau wird die Schaltleiste komplett demontiert. Verwenden Sie einen Lötkolben, um unnötige Kontakte zu entfernen und die fehlenden zu installieren. Neben der Antennenspule ist ein Abstimmkondensator C2 angeordnet. Die Mikrobaugruppe wird in das Loch für die dritte Spule in der Stange eingebaut. Wenn die Set-Top-Box als eigenständige Einheit hergestellt wird, sollte jeder andere Receiver über den Entkopplungsfilter R7C10 mit Strom versorgt werden. Die Versorgungsspannung der Set-Top-Box sollte 3,5 ... 4,5 V betragen. Literatur 1. Polyakov V. FM-Rundfunkempfänger mit Phasenregelkreis.- M.: Radio and communication, 1983.
Autor: A. Zakharov, Krasnodar; Veröffentlichung: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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