Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Radioempfang

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Mit den heute auf dem russischen Markt erhältlichen ausländischen Mikroschaltungen ist es möglich, einen einfachen, aber hochwertigen UKW-FM-Empfänger für den Empfang von Amateurfunksendern im 2-Meter-Bereich herzustellen. Der Prototyp dieses Empfängers wurde vor zehn Jahren von österreichischen Funkamateuren für den Flug eines österreichischen Kosmonauten auf der Orbitalstation Mir (Projekt OE-AREMIR) erstellt. Der Empfänger ist gut entwickelt, da er als Set in einer Kleinserie (mehrere hundert Exemplare) von einer der Fachhochschulen in Wien herausgebracht wurde. Die Sets wurden an Schulen verteilt und ermöglichten den Schülern den Einstieg in den Amateurfunk (der Empfänger musste zusammengebaut und eingestellt werden!) sowie in das große Geheimnis der Weltraumforschung (der österreichische Kosmonaut arbeitete für seine jungen Landsleute in der Luft).

Der Empfänger ist ein Super-Heterodyn-Empfänger mit doppelter Frequenzumwandlung, der den Empfang von Signalen von Amateur-UKW-UKW-Radiosendern im Band 145...146 MHz ermöglicht. Das „Herz“ des Empfängers ist der MC3362R-Chip, der zwei Mischer mit Lokaloszillatoren, einen Begrenzungsverstärker für die zweite Zwischenfrequenz, einen FM-Demodulator und einen Rauschunterdrücker enthält. Durch die doppelte Frequenzumsetzung ist eine gute Unterdrückung des Bildempfangskanals in den VHF-Bändern möglich. Für einen funktionsfähigen Empfänger muss dem Knoten auf diesem Chip mindestens ein Audiofrequenzverstärker hinzugefügt werden. Um jedoch eine hohe Empfindlichkeit zu implementieren (dies ist im Amateurfunk erforderlich), ist immer noch ein Hochfrequenzverstärker erforderlich.

Das Schaltbild des Empfängers ist in Abb. 1.

(zum Vergrößern klicken)

Mit Ausnahme der Anschlüsse (Antenne, Stromversorgung), der Steuerung (Schalter, variable Widerstände) und eines dynamischen Kopfes sind alle Elemente auf einer Platine untergebracht. Das Signal vom am Empfängergehäuse montierten Antennenanschluss wird dem Eingang der ANT-Platine zugeführt und durch die UHF-Kaskade verstärkt, die auf einem rauscharmen Doppelgate-Feldeffekttransistor VT1 erfolgt. Die Resonanzfrequenz des Eingangskreises wird durch den Spulentrimmer L1 und die des Ausgangskreises durch den Trimmerkondensator C18 eingestellt. Von einem Teil der Windungen des UHF-Ausgangskreises wird das Signal dem Eingang des ersten Mischers des DA1-Chips zugeführt. Der Eingang der Mikroschaltung ist symmetrisch, daher ist ihr zweiter Eingang (Pin 24 der Mikroschaltung) über den Kondensator C6 mit einem gemeinsamen Draht verbunden.

Um den Empfänger zu vereinfachen, wird der erste lokale Oszillator nach einem Schema mit parametrischer Frequenzstabilisierung hergestellt. Es reicht völlig aus, die Arbeit von Amateurfunkstationen zu überwachen und kurze Funkkommunikationen durchzuführen. Bei Bedarf (und mit den entsprechenden Fähigkeiten) kann ein komplexerer Lokaloszillator oder sogar ein Frequenzsynthesizer in den Empfänger eingebaut werden. Die Frequenz des ersten Lokaloszillators wird durch die Induktivität der Spule L3, die Kapazität des Kondensators C8 und die Kapazität des Varicaps bestimmt, der Teil der DA1-Mikroschaltung ist. Die Steuerspannung für diesen Varicap wird an Pin 23 der Mikroschaltung angelegt.

Um eine gute Unterdrückung des Spiegelkanals zu gewährleisten, wird die erste Zwischenfrequenz ausreichend hoch gewählt – 10,7 MHz. Der Keramikfilter Z1 für die erste ZF (zwischen erstem und zweitem Mischer geschaltet) wird von UKW-UKW-Rundfunkempfängern verwendet und weist eine relativ große Bandbreite auf. Der zweite lokale Oszillator verfügt über eine Quarzfrequenzstabilisierung. Es verwendet einen Z3-Resonator mit einer Frequenz von 10,245 MHz, was der zweiten Zwischenfrequenz von 455 kHz entspricht. Keramikfilter Z2 bei 455 kHz (zwischen zweitem Mischer und Begrenzungsverstärker angeschlossen) – von Rundfunk-AM-Empfängern. Der Z4-Filter mit einer Frequenz von 455 kHz, der Teil des Demodulators ist, ist ein gewöhnlicher Schwingkreis und wird im Diagramm nur deshalb als Filter dargestellt, weil der Kondensator im ursprünglichen Design nicht auf der Platine installiert, sondern platziert ist innerhalb des Spulenschirms. Hier wird ein ZF-Filter eines Miniatur-AM-Rundfunkempfängers verwendet.

Das Audiofrequenz-Ausgangssignal wird von Pin 13 des DA1-Chips abgenommen und über den Lautstärkeregler (R24, außerhalb der Platine) dem Ultraschallfrequenzwandler auf dem DA2-Chip zugeführt. Der LM386-Chip ist in Amateurdesigns ausländischer Funkamateure sehr beliebt. Es ist im Miniaturformat (hergestellt in einem achtpoligen DIP-Gehäuse), hat eine Ausgangsleistung von 0,5 W und erfordert ein Minimum an Bodykit. Darüber hinaus verfügt es über einen Steuereingang (Pin 8), der verhindert, dass das Signal zum Ausgang der Mikroschaltung gelangt. Dies ermöglicht in diesem Fall, den Betrieb des Geräuschunterdrückers ohne Probleme und unnötige Elemente zu organisieren. Das Rauschunterdrückungssteuersignal von Pin 11 des DA1-Chips wird dem Schlüsseltransistor VT2 zugeführt, der mit Pin 8 des DA2-Chips verbunden ist. Der Betriebspegel des Squelch wird durch Anlegen einer Spannung an Pin 10 des DA1-Chips reguliert. Die Installation erfolgt mit einem Widerstand R19 (außerhalb der Platine).

An den LS-Ausgang der Platine wird ein dynamischer Kopf mit einer Leistung von 0,5 W und einem Widerstand von 4 Ohm angeschlossen. Die Versorgungsspannung (+9 V) wird an die Pins A, B und C der Platine angelegt, die GND-Pins sind mit der gemeinsamen Leitung des Empfängers verbunden.

Die restlichen Pins der Platine (mit digitalen Bezeichnungen) dienen zum Anschluss von Widerständen und Schaltern, die sich außerhalb der Platine befinden. Um keine Verwirrung zu stiften, wurden die ursprünglichen Bezeichnungen dieser Schlussfolgerungen beibehalten und stimmen mit ihrer Nummerierung auf der ursprünglichen Leiterplatte überein. Aus dem gleichen Grund wurde eine etwas komplizierte Schaltung zur Steuerung der Spannung beibehalten, die dem Varicap des ersten Lokaloszillators zugeführt wird.

Der Schalter S1 wählt eine von zwei Empfangsoptionen: mit Abstimmung innerhalb des ausgewählten Frequenzbandes (variabler Widerstand R23) oder Empfang auf einer fest voreingestellten Frequenz. Die letzte Version im Originaldesign „speichert“ die Frequenz der Amateurfunkstation des Mir-Orbitalkomplexes. Beim Wiederholen des Empfängers kann die feste Empfangsfrequenz anders gewählt werden. Dies könnte beispielsweise die allgemeine Ruffrequenz für Funkamateure in Ihrer Nähe sein. Mit einem Abstimmwiderstand R18 wird eine feste Empfangsfrequenz eingestellt. Variabler Widerstand R21 – Feinabstimmung auf die Frequenz eines funktionierenden Radiosenders. Es funktioniert in beiden Empfangsvarianten. Der Trimmerwiderstand R22 dient dazu, das Empfangsband zu „legen“ (seine untere Grenze festzulegen). Der Schalter S1 im Diagramm ist in der Position dargestellt, die der Abstimmung im ausgewählten Frequenzband entspricht.

Die Stromversorgung des DA1-Chips wird durch den integrierten DA3-Stabilisator stabilisiert.

Die Leiterplatte des Empfängers und die Anordnung der Teile darauf sind in Abb. 2 dargestellt. XNUMX.

(zum Vergrößern klicken)

Bei der Wiederholung des Designs muss möglicherweise eine leichte Anpassung vorgenommen werden, wenn es nicht möglich ist, getrimmte Widerstände und getrimmte Kondensatoren mit den gleichen Montageabmessungen wie im ursprünglichen Design zu erhalten. Noch unwahrscheinlicher ist es, dass ein Funkamateur in der Lage sein wird, Induktoren zu bekommen, die mit denen identisch sind, die von den Entwicklern des Empfängers verwendet wurden. Für einen durchschnittlich qualifizierten Funkamateur dürften solche Verbesserungen an der Platine jedoch keine Schwierigkeiten bereiten.

Induktivitäten L1 und L3 – von UKW-FM-Empfängern. Ihre Parameter sind in der Beschreibung des Empfängers nicht angegeben. Beide Spulen sind in Schirmen untergebracht (sie sind in Abb. 1 nicht dargestellt). Spule L2 – rahmenlos. Es enthält 5 Windungen aus versilbertem Kupferdraht, die auf einen Rohling mit einem Durchmesser von 6 mm gewickelt sind. Der Abgriff erfolgt ab der zweiten Windung, gezählt vom „heißen“ (unteren gemäß Diagramm in Abb. 1) Ende der Spule. Filter Z1 ist SFE 10.7MA und Filter Z2 ist CFW 455U. Stattdessen können Sie die entsprechenden Filter aus heimischer Produktion verwenden, der Wert der zweiten ZF beträgt jedoch 465 kHz. Dies muss bei der Wahl der Frequenz des Z3-Quarzresonators berücksichtigt werden. Da die Bandbreite für die erste ZF relativ groß ist (ca. 100 kHz) und für die zweite ZF nicht mehr als 10 kHz beträgt, sind die Anforderungen an die Genauigkeit der Frequenzwahl relativ gering. Für den Z4-Filter können Sie die Spule aus dem ZF-Kreis des Transistorempfängers verwenden, indem Sie einen Oberflächenkondensator unter der Platine installieren. Die Kapazität dieses Kondensators muss eine Resonanz mit der verwendeten Induktivität bei einer Frequenz von 455 oder 465 kHz (abhängig von der Betriebsfrequenz des Filters Z2) gewährleisten. Die restlichen Details sind normal. Es kann lediglich erforderlich sein, den Kondensator C8 entsprechend dem Temperaturkoeffizienten der Kapazität auszuwählen, um die geringste Instabilität des ersten lokalen Oszillators sicherzustellen. Als Anlaufkondensator wird ein negativer TKE M330-Kondensator empfohlen.

Der Empfänger ist in einem Gehäuse montiert, das aus doppelseitigem Folienmaterial mit einer Dicke von 2 mm verlötet ist. Die Löcher für die Anschlüsse von Teilen, die nicht mit einem gemeinsamen Draht verbunden sind, werden von der Seite, an der sich die Teile befinden, versenkt. Löcher, die nicht für die Installation von Teilen verwendet werden und nicht von der Seite ihrer Installation her versenkt sind, dienen zum Anschluss gemeinsamer Drähte auf beiden Seiten der Platine (kurze verzinnte Drahtstücke anlöten). Die gleiche Funktion erfüllen auch die Anschlüsse von Elementen (Mikroschaltungen, Transistoren, Schirme usw.), die mit einem gemeinsamen Draht verbunden sind und auf beiden Seiten der Platine angelötet sind.

Das Gehäuse des Empfängers besteht aus doppelseitig foliertem Material mit einer Dicke von 2 mm. Zeichnungen von Körperteilen sind in Abb. 3 dargestellt. XNUMX. Sie werden durch Löten verbunden. In den Ecken des Gehäuses sind Gewindeecken eingelötet, um die Rückabdeckung zu sichern.

Das Foto (Abb. 4 und Abb. 5) zeigt die Ansicht des Empfängers von der Frontplatte und die Platzierung der Platine im Empfängergehäuse.

Der Knoten im unteren Teil (Abb. 5) ist selbstgemacht (nicht im Set enthalten). Dies ist ein Vorteiler um 10 und Pufferstufen. Es ermöglicht die Steuerung der Betriebsfrequenz des Empfängers mithilfe eines externen Frequenzzählers mit relativ niedriger Frequenz.

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