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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Ein einfacher hochwertiger Stereo-FM-Empfänger im 70-110-MHz-Bereich. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Radioempfang Ich präsentiere Ihnen eine Schaltung eines hochwertigen Stereo-FM-Empfängers im 70-110-MHz-Bereich, die auch für diejenigen mit wenig Designerfahrung zur Wiederholung zugänglich ist. Das gesamte Gerät selbst besteht aus zwei Teilen, die jeweils separat verwendet werden können. Der Receiver kann beispielsweise anstelle eines freien 3.5-Zoll-Schachts im Computer montiert und der Ausgang auf eine Soundkarte geleitet werden. Im Allgemeinen begann hier alles. Dann wollte ich einen ULF machen, nachdem ich auf eine Mikroschaltung gestoßen war, die den doppelten Lautstärkewiderstand durch eine modische Druckknopfeinstellung ersetzte. Der Empfänger selbst ist auf einem CXA1238M-Chip von SONY aufgebaut. Hierbei handelt es sich um einen hochwertigen Single-Chip-Niederspannungs-Stereoempfänger, der für den Empfang von AM/FM-Signalen von Radiosendern entwickelt wurde. Der Empfänger enthält: Hochfrequenzverstärker und Mischer des AM- und FM-Bereichs, AM- und FM-Zwischenfrequenzverstärker, AM- und FM-Demodulatoren, einen Ausgangs-Stereosignaldecoder für ein Pilotton-Codiersystem. Uns interessiert nur der FM-Teil der Mikroschaltung. Chip-Eigenschaften:
Der erste ist ein elektronischer Lautstärkeregler, der zweite ein Stereo-ULF mit niedriger Versorgungsspannung und einer Ausgangsleistung von bis zu 5 Watt pro Kanal bei einer Last von bis zu 3 Ohm und geringer Verzerrung – 0.3 % bei einer Ausgangsleistung von 0.5 W. Stereo-Receiver
Das Hochfrequenzsignal von Radiosendern, das von der an Stecker X2 angeschlossenen Antenne empfangen wird, wird dem Schwingkreis L3C26VD3C23 und dann über den UHF-Transistor VT1 KT368B dem Eingang der UHF-Mikroschaltung (Pin 18) zugeführt. Das verstärkte Signal wird an der UHF-Last, dem abstimmbaren Schaltkreis L1C24VD2C19, isoliert und gelangt zum Mischer der Mikroschaltung. Der Mischer wird außerdem mit einem Lokaloszillatorsignal versorgt, dessen Frequenz durch die L2C25VD1C20-Schaltung bestimmt wird. Die Einstellung dieser Schaltung ist immer 10.7 MHz höher als die Eingangssignalfrequenz. Die Bereichsanpassung erfolgt durch Änderung der Spannung an den Varicaps VD1, VD2 und VD3 mit einem variablen Widerstand RP2 „TUNING“. Von Pin 10 bis Pin 24 der Mikroschaltung wird über den Filter R11R12C13 eine automatische Frequenzsteuerspannung zugeführt, deren Ansprechschwelle durch Ändern der Kapazität C3 angepasst werden kann. Vom Ausgang des Mischers (Pin 16) wird das Zwischenfrequenzsignal über den Bandpassfilter ZQ1 dem eingebauten Verstärker-Limiter zugeführt und vom Phasendetektor der Mikroschaltung demoduliert. Das komplexe Stereosignal wird vom eingebauten Stereodecoder dekodiert und an den Ausgängen 5 und 6 des DA1-Chips liegt bereits ein vollständiges niederfrequentes Stereosignal vor. Der Signalpegel am Ausgang der Mikroschaltung beträgt etwa 100 mV, was für fast jeden ULF ausreicht. Die Mikroschaltung wird von einer stabilisierten +5-V-Spannung vom DA2-Stabilisator auf dem 7805-Chip gespeist. Es war möglich, 78L05 (als Transistor) zu verwenden, aber ich habe aus Gründen der Zuverlässigkeit den ersten verwendet. Darüber werden auch die LEDs mit Strom versorgt. Beim Einbau habe ich es versenkt und das Befestigungsloch abgesägt. Die Tunerteile sind möglichst klein gewählt. Dadurch konnten kleine Abmessungen (65 x 75 x 15 mm) und minimale Störungen des Empfängers erzielt werden, was sich positiv auf seinen stabilen Betrieb auswirkt. Importierte Widerstände sind halb so groß wie unser MLT-0,12. Sie können sie in vertikaler Position verwenden. Piezofilter ZQ1, ZQ2 und ZQ3 – SFE-10.7 (ich habe sie von einem toten chinesischen Empfänger verwendet). Varicaps Typ KV109V, Sie können jedoch alle geeigneten Parameter verwenden. Ich habe importiertes BB639 verwendet. Die Spulen L1, L2, L3 haben keinen Rahmen, sind mit PEL-0.5-Draht auf einen Dorn mit einem Durchmesser von 3 mm gewickelt (ich habe einen Kugelschreiber verwendet) und enthalten jeweils 7, 6, 3+3 Windungen. Nach dem Wickeln sollten die Spulen leicht gedehnt werden. Zur Einstellung der Reichweite wurde ein Multiturn-Widerstand SP3-36 verwendet. Sie können jedes andere verwenden, indem Sie es an den Anschluss X5 anschließen (im Diagramm nicht angegeben, siehe Platinenzeichnung). Trimmerkondensatoren haben einen Nennwert von ca. 5–15 pF. Der Induktor L4 hat eine Nennleistung von 50–100 µH, jeder kleine Induktor.
Aufstellen. Vor dem Einschalten müssen Sie die Installation sorgfältig prüfen, insbesondere auf das Vorhandensein von „Rotz“ zwischen den Gleisen. Ich versichere Ihnen, das wird Ihnen viele unverständliche Probleme ersparen. Seien Sie nicht faul! Verbinden Sie den Stecker X1 mit dem Ausgang des Stereo-Receivers ULF und nach dem Anlegen der Spannung an Stecker Mithilfe eines Abstimmwiderstands, Drehen des Rotors des Kondensators C3 und Dehnen und Zusammendrücken der Windungen der Spule L25 stimmen wir den Tuner auf den Empfang eines Senders ab. Es empfiehlt sich, die Überlappung des gewünschten Sortimentsabschnitts mit gleichen Elementen sofort anzupassen. Dies lässt sich ganz einfach mit einem Funkempfänger zur Steuerung bewerkstelligen. Wenn die Überlappung zu groß ist, können Sie einen Widerstand an den rechten Anschluss des Widerstands RP2 im Drahtbruch anschließen und diesen und R2 auswählen, um die Bereichsgrenzen festzulegen. Als nächstes schließen wir ein Voltmeter an den Kontrollpunkt X13 an und durch Anpassen der Kondensatoren C4, C24 und Spulen L20, L1 erreichen wir maximale Messwerte. Mit etwas geringerer Genauigkeit können Sie die Schaltung ohne Voltmeter auf die maximale Lautstärke der empfangenen Sender abstimmen. Der Empfang ist möglich, indem der lokale Oszillator sowohl oberhalb als auch unterhalb der Signalfrequenz abgestimmt wird. Die Lokaloszillatorfrequenz muss um 10.7 MHz höher sein als die Signalfrequenz. Dies kann anhand der Antwort des AFC an die empfangene Station ermittelt werden. Wenn die Frequenz des Lokaloszillators niedriger ist als die empfangene, scheint die AFC „abzustoßen“, ist sie höher, wird sie „angezogen“. Dazu müssen Sie die Windungen der Spule L3 dehnen (ihre Induktivität verringern), bis das Signal derselben Station wieder erscheint. Die Anpassung des Eingangskreises L3C26 und des UHF-Kreises L1C24 muss so lange erfolgen, bis kleine Änderungen ihrer Einstellungen nicht zu einem Spannungsabfall am Testpunkt X4 führen. Als nächstes erreichen wir mit dem Trimmwiderstand RP1 die Zündung der LED VD5, die anzeigt, dass der Stereodecoder aktiviert ist. Indem wir den Schieberegler nach links und rechts drehen, bis die LED erlischt, ermitteln wir die Grenzen der Drehung der Widerstandsachse, wenn die LED aufleuchtet, und legen die Position dieses Abschnitts in der Umgebung fest. Die LED VD4 dient zur Anzeige der Stromversorgung, VD5 zur Anzeige des „Stereo“-Modus und VD6 zur Anzeige der Feinabstimmung auf den empfangenen Radiosender. Der im Design verwendete SONY CXA1238M-Chip ist sehr klein und für die Oberflächenmontage vorgesehen. Unerwarteterweise erwies es sich als noch einfacher, eine Leiterplatte dafür herzustellen als für einen herkömmlichen Mikroschaltungstyp. Die Mikroschaltung ist auch in einer Version mit herkömmlichen Pins erhältlich – SХА1238S. NPO "Integral" produziert ein Analogon dieser Mikroschaltung - ILA1238NS. Im Falle der Verwendung dieser Mikroschaltungen und allgemein von Teilen anderer Größen müssen bei der Herstellung der Platine die folgenden Empfehlungen für das Layout der Leiterplatte berücksichtigt werden, die der proprietären Beschreibung der Mikroschaltung entnommen sind. Die Induktivitäten, die Teil des FMIN-Eingangskreises, des lokalen Oszillators des FM-Pfades und des Lastkreises am FM-Ausgang des FM-HF-Verstärkers sind, müssen im rechten Winkel zueinander angeordnet sein, um gegenseitige Kopplung zu minimieren. Es empfiehlt sich, zwischen den an Pin 21 (Ausgang des FM-Lokaloszillators) und 22 (Ausgang des HF-FM-Verstärkers) angeschlossenen Spulen eine an Pin 20 angeschlossene Abschirmschiene einzuführen. Die Bedeutung und Parameter der Abstimmelemente C24, C25, C26, L1, L2 und L3 sind für die dargestellte spezifische Leiterplatte angegeben und daher müssen ihre Parameter möglicherweise für andere Layoutoptionen geklärt werden. Pin 17 ist ein gemeinsamer Pin für die HF-Schaltkreise (HF-Verstärker, lokale Oszillatoren und Mischer) der AM- und FM-Pfade, Pin 11 ist für ZF-Verstärker und Demodulatoren der AM- und FM-Pfade, Pin 30 ist für die Stereo-Decoder-Schaltkreise. Die Kondensatoren C15 und C21, die die Pins 21 und 17 verbinden, sollten so nah wie möglich an Pin 17 der Mikroschaltung liegen. Die Leiterbahnverbindung zwischen Filter ZQ1 und Pin 13 (FMIFIN) muss eine Mindestlänge haben. Niederfrequenzverstärker Da die Struktur aus zwei Teilen besteht, erfolgt keine fortlaufende Nummerierung der Elemente.
Der DA1 - KA2250-Chip ist ein zweikanaliger (stereophoner) Digital-Analog-Lautstärkeregler mit Ausgangssignalanpassung von 0 bis -66 dB in 2-dB-Schritten. Die Lautstärke des Eingangssignals wird durch Drücken der „UP“-Taste erhöht und durch die „DOWN“-Taste verringert. Beim Einschalten wird die Mikroschaltung initialisiert und der Pegel auf -40 dB eingestellt. Die Mikroschaltung verfügt über eine bipolare Stromversorgung und um sie in den unipolaren Modus umzuschalten, wird die Kette R5, R6, C2, C26 verwendet. Die Widerstände R1 und R2 werden nur benötigt, wenn der ULF als eigenständige Struktur verwendet wird. Bei Verwendung zusammen mit dem oben beschriebenen Empfänger werden sie nicht benötigt. Die Änderungsrate der Lautstärke kann durch Auswahl der Kapazität des Kondensators C3 angepasst werden. Eine Erhöhung (Abnahme) der Kapazität führt zu einer langsameren (beschleunigten) Änderung des Signalpegels. Von den Ausgängen des DA1-Chips wird das Signal einem Zweikanalverstärker auf dem DA2-Chip zugeführt – BA5406. Die Mikroschaltung verfügt über eine Stromversorgung von 12 Volt und ermöglicht bei einer Belastung von bis zu 3 Ohm eine Ausgangsleistung von bis zu 5 Watt. Die Spannungen an den Ausgängen DA1 und Eingängen DA2 haben ungefähr gleiches Potenzial (Differenz +/- 0.1 Volt), was dazu führte, dass die Ketten C6R9C12 und C5R10C11 verwendet werden mussten, die, falls verfügbar, durch unpolare Elektrolytkondensatoren ersetzt werden können. Beliebige Low-Power-Dioden VD1 und VD2, beliebige Tasten SB1 und SB2, die Sie mögen. Das Modell verwendet tote Computermäuse. Für den Normalbetrieb benötigt der DA2 einen Kühler, dessen Größe und Form auf der Grundlage der maximalen Ausgangsleistung und der Kühlbedingungen ausgewählt wird. Der Chipkörper ist mit Masse verbunden und erfordert keine Isolierung vom Kühlkörper. Die vorgestellte Version der Leiterplatte wurde lediglich als Prototyp entwickelt, um die Idee zu testen und Elemente auszuwählen. Um den Empfänger und den Verstärker mit Strom zu versorgen, ist es besser, eine stabilisierte Spannung von +12 Volt zu verwenden, beispielsweise einen Stabilisator auf einem 7812-Chip, der diesen über einen 16-18-Volt-Gleichrichter mit einem Strom von bis zu versorgt 1A. Wenn zur Stromversorgung nur ein 10-14-Volt-Gleichrichter verwendet wird, ist die Leistung etwas schlechter. Es könnte mehr Lärm geben, ich habe es nicht ausprobiert. Aber dem Empfänger ist das egal, er hat seinen eigenen Stabilisator. Sie müssen nur bedenken, dass die maximale Versorgungsspannung der BA5406-Mikroschaltung laut Passdaten 15 Volt beträgt! Für die Mikroschaltung KA2250 in dieser Version sind es viel mehr - 24V (+/- 12V) Sie können auch eine 12-Volt-Batterie für die Stromversorgung verwenden. Wenn die Installation korrekt durchgeführt wurde und alle Teile in gutem Zustand sind, sind keine Anpassungen am Verstärker erforderlich, außer vielleicht der Auswahl der Lautstärkeänderungsgeschwindigkeit mit dem Kondensator C3 nach Ihrem Geschmack.
Für Neugierige: Pin 8 der DA1-Mikroschaltung dient zur Steuerung des Signalpegels und 7 scheint dazu zu dienen, die Mikroschaltung in den Schlafmodus zu versetzen. Aus irgendeinem Grund habe ich es nicht verstanden. Vielleicht habe ich den Zweck der Ausgabe falsch verstanden, aber das brauche ich nicht. Für Experimente werden sie getrennt auf der Tafel platziert. Bei Bedarf können Sie auf den DA1-Chip verzichten und ihn durch einen regulären variablen Doppelwiderstand von 10-50 kOhm ersetzen. Aber dann wird es ein uninteressantes, banales Schema sein, von dem es ohne dieses schon genug gibt. Autor: Tschernow Sergej
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Kommentare zum Artikel: Vladimir Ich habe eine Schaltung zusammengestellt, aus irgendeinem Grund funktioniert sie nicht. Mehrfach Verbindungen geprüft.
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