Рассмотрим работу радиоприемного тракта в целом на примерах некоторых моделей РТ, от более простых к более сложным.
До появления специализированных МС приемные устройства РТ строились на биполярных транзисторах по схемам, аналогичным схемам транзисторных приемников, предназначенных для приема радиовещательных УКВ станций. В обоих случаях в передатчиках осуществляется частотная модуляция радиосигнала: широкополосная для радиовещания и узкополосная - для связи.
Позже были разработаны специализированные МС для построения радиоприемного тракта УКВ связных приемников ЧМ сигналов, где девиация частоты не превышает ± (2,5 ... 3) кГц.
Для 100% - ной надежности вхождения в связь базового и носимого блоков во всех без исключения схемах радиоприемников РТ применяется кварцевая стабилизация частоты гетеродина или ее подстройка с помощью петли ФАПЧ.
Для улучшения избирательности приемника РТ по зеркальному каналу, что особенно существенно в перегруженном радиостанциями и помехами эфире больших городов, повышения устойчивости и чувствительности приемника, облегчения его настройки и регулировки применяется супергетеродинная схема с двойным преобразованием частоты сигнала. Это особенно желательно для миниатюризированной радиоаппаратуры, где малые размеры катушек снижают добротность входных колебательных контуров, а плотный монтаж деталей приводит к паразитным обратным связям (ОС), вызывающим самовозбуждение УПЧ.
Защита от помех по зеркальному каналу, то есть отстоящих от частоты полезного сигнала на удвоенную величину ПЧ, тем лучше, чем больше значение ПЧ. Это объясняется тем, что при относительно низкой ПЧ (fПР = 465 кГц) через входной контур средней и малой добротности в диапазоне УКВ проходят как полезные, так и мешающие сигналы, так как полоса пропускания контура составляет сотни килогерц, а при малых добротностях - единицы мегагерц. При выборе высокой первой ПЧ (fПР1 = 10,7 МГц) удается значительно подавить зеркальную помеху даже в одиночном входном контуре, а большого усиления полезного сигнала добиться на низкой второй ПЧ (fПР2 = 465 кГц).
На рис. 5 приведена схема транзисторного радиоприемника НБ фирмы Bell (печатная плата 405160-D). Сигнал из антенны поступает через удлинительную катушку L501, разделительный конденсатор С501 и катушку связи L502 на входной контур приемника L401. Контур зашунтирован диодом D404 для предварительного ограничения сильного сигнала, помех и других колебаний, прошедших через преселектор, на уровне примерно 0,7 В.
Выделенный контуром L401 сигнал подается на эмиттер транзистора Q401, включенного в каскаде УРЧ по схеме с ОБ. Это необходимо, так как применяемые в РТ ВЧ транзисторы 2SC380 (fT=250 МГц) не обеспечивают в схеме с ОЭ достаточного усиления и устойчивости УРЧ. Усиленный первым каскадом РПУ сигнал выделяется на нагрузке - колебательном контуре L402 и с катушки связи через разделительный конденсатор С406 поступает на базу смесителя Q403, включенного по схеме с ОЭ. Также на базу смесителя подается сигнал первого гетеродина, собранного на транзисторе Q402 с кварцевым резонатором Х401 в цепи базы. Частота кварца первого гетеродина fKB1= fc- fПЧ1 зависит от частоты сигнала fc (номера канала) при постоянной для всех каналов fПЧ1=10,7 МГц. Нагрузкой смесителя служит колебательный контур L404, катушка связи которого подключена ко входу пьезокерамического фильтра CF401, формирующего полосу пропускания первого УПЧ. С нагрузки фильтра - резистора R415 - через конденсатор С415 напряжение первой ПЧ подается на базу Q405 -второго смесителя приемника, где первая ПЧ смешивается с колебаниями второго гетеродина (Q404), в цепи базы которого также включен кварцевый резонатор Х402. Частота кварца Х402 равна fKB2 = fПЧ1 -fПЧ2 =10,7-0,55=10,245 МГц (для всех каналов). С резистора R419 нагрузки смесителя Q405 сигнал второй ПЧ проходит через пьезокерамический фильтр CF402 на трехкаскадный УПЧ, два каскада которого имеют резистивные нагрузки, а третий - усилитель-ограничитель - нагружен колебательным контуром L405 и контуром частотного детектора L406. Диоды D402, D403 работают в схеме дробного детектора на разделенную нагрузку R449 - R450. Со средней точки резисторов по отношению к "земле" снимается продетектированное напряжение ЗЧ, поступающее затем на УЗЧ. По аналогичной схеме собрано РПУ трубки FF-750 (фирмы Bell).
Одной из первых разработанных американской фирмой Motorola специализированных микросхем для узкополосных связных ЧМ РПУ была МС3359, полным аналогом которой является отечественная ИС К174ХА26, а также другие ИС, например ВА4113 японской фирмы Rohm (рис.11а).
МС выпускаются в пластмассовых корпусах DIP-18 (двухрядный, с расстоянием между выводами 2,5 мм и числом выводов 18) и содержат полный набор каскадов радиоприемника: смеситель, гетеродин, усилитель-ограничитель ПЧ, демодулятор, УЗЧ-I, УЗЧ-II (активный ПФ), ключевое устройство.
В дальнейшем МС3359 была модифицирована с уменьшением числа выводов до 16 и, главное, понижением нижней границы рабочего напряжения до 2 В, что особенно важно для РПУ трубки, питаемой от малогабаритной аккумуляторной батареи напряжением 3,6 В. ИС МС3361 (МС3371, МС3357) полностью сохранила структуру МС3359, но не имеет дополнительного вывода демодулятора для АПЧГ и вывода фильтра демодулятора (рис. 11б). Во всех рассмотренных МС предусмотрена возможность построения схемы шумоподавителя (ПШ) с помощью полосового фильтра на УЗЧ-II и ключевого устройства (КУ), блокирующего выход УЗЧ-I.
Аналогичные МС выпускают фирмы Sony под маркой IR3N37N, фирмы Rohm под названием ВА4112 и др. фирмы со своей собственной маркировкой.
На рис. 12 приведена схема РПУ ББ РТ SCT1000 фирмы Funai, которая является базовой для рассмотренных выше МС. Супергетеродинный радиоприемник с однократным преобразованием частоты собран на ИС МС3361, в которой используются все каскады, с добавлением ступени УРЧ на транзисторе Q251, включенном по схеме с ОБ между входным контуром Т250 и смесителем микросхемы (рис 12а). Гетеродин работает на частоте кварцевого резонатора Х251, которая в сумме с ПЧ (455 кГц) равна рабочей частоте передатчика НБ - одной из десяти частот диапазона (см. табл.1). В колебательном контуре Т250 применено частичное включение в контур источника ЭДС - антенны и нагрузки - эмиттера Q251 для повышения избирательности РПУ по зеркальному каналу.
АЧХ УПЧ формируется фильтром CF251 высокой избирательности, после чего ПЧ поступает на демодулятор - частотно-фазовый детектор с опорным контуром Т252, зашунтированным резистором R254 для снижения добротности контура. После фильтрации ВЧ составляющих колебания ЗЧ подаются на внешний УЗЧ, а напряжение шумов в полосе частот 3 ...10 кГц выделяется и усиливается активным полосовым фильтром на (УЗЧ-II), входящим в состав МС, детектируется диодом D251 и своей постоянной составляющей управляет ключевым устройством ПШ, блокируя на "землю" выход УЗЧ (рис. 12б). При появлении на выходе РПУ полезного сигнала уровень шумов на выводе 9 МС значительно уменьшается, в результате чего КУ разблокирует выход УЗЧ. Порог ПШ, т.е. уровень шумов, при котором происходит срабатывание КУ, регулируется подстроечным резистором R251. В некоторых схемах РПУ часть микросхемы (гетеродин, УЗЧ-II, ключевое устройство) не используется. Так например, в ББ РТ "Osawa", General Electric (модель JM81X), Bell (модель FF-650 и др.) ПШ не применяют.
Рассмотрим еще один вариант применения микросхемы МС3361/71 в РПУ с двойным преобразованием частоты (РТ CLT-330 фирмы Sanyo) (РПУ ББ и НБ собраны по одинаковым схемам.). Сигнал из антенны через дуплексор поступает в УРЧ, собранный на ПТ Q151 по схеме с ОИ (рис. 13).
Нагрузкой УРЧ служит трансформатор высокой частоты Т151 с неполным включением контура в цепь стока ПТ. С катушки связи Т151 сигнал РЧ подается на первый смеситель Q152 (схема с ОЭ), в коллекторной цепи которого включен нагрузочный резистор R154 и ПКФ CF351. Сигнал первой ПЧ после фильтра поступает на вход смесителя микросхемы IC351 (вывод 16), а после смешения с напряжением второго гетеродина результирующие колебания подаются на вход ПКФ CF352, формирующего АЧХ по второй ПЧ.
Применение полевых транзисторов в первых каскадах РПУ стало важным этапом в улучшении параметров как каскадов УРЧ, так и приемника в целом. Высокое входное сопротивление ПТ (сравните: десятки ом у каскада с ОБ и десятки-сотни килоом у каскада с ОИ) дает возможность увеличить добротность входного контура за счет меньшего шунтирования контура входом ПТ. По той же причине можно подключить колебательный контур к цепи затвора ПТ полностью, а не отводом от части витков катушки, как это делается в каскадах с биполярными транзисторами. И, наконец, в связи с особенностью вольтамперной характеристики ПТ (квадратичная зависимость тока стока от напряжения на затворе) удается значительно снизить помехи от мешающих сигналов, частота которых близка к резонансной частоте входного колебательного контура.
В ББ РТ модели FF-650 фирмы Bell (см. рис. 39) применено РПУ с однократным преобразованием частоты. Гетеродин приемника с кварцевым резонатором Х101 собран на соответствующей части IC101 (МС 3361). Генератор возбуждается на частоте в три раза меньшей рабочей частоты гетеродина. Чтобы получить необходимую частоту и одновременно уменьшить влияние напряжения сигнала на гетеродин между задающим генератором и смесителем (транзистор Q102) включен буферный каскад Q104, колебательный контур которого L105 настроен на третью гармонику кварца Х101. Таким образом, на базу смесителя Q102 через катушку связи и разделительный конденсатор С105 поступают колебания , равные 3fKB. С нагрузки смесителя -контура L103 напряжение ПЧ (455 кГц) поступает на вход смесителя МС (вывод 16), используемого в данном случае как УПЧ, а после ПКФ CF101, как обычно, на вход усилителя-ограничителя ПЧ (вывод 5). Шумоподавительное устройство в данной схеме не используется.
Трансформатор Теслы своими руками в домашних условиях
31 окт 2010 ... Трансформатор Тесла - устройство, изобретённое Николой Теслой и
носящее ... производящим высокое напряжение высокой частоты.
http://how-make.ru/publ/transformator_tesly_svoimi_rukami_v_domashnikh_uslovijakh/1-1-0-588
Существенным недостатком рассмотренных схем РПУ является трудность увеличения числа рабочих каналов в одном аппарате РТ, что сопряжено с ростом числа кварцевых резонаторов как для приемника, так и передатчика каждого блока, и необходимостью их коммутации в ВЧ цепях. В то же время прием в том канале, на который настроен при изготовлении одноканальный РТ, может оказаться затруднен или вообще невозможен из-за близко расположенного источника помех, гармоник мощной радиостанции, телевидения и т.д.
Выходом из создавшегося положения была разработка интегральных синтезаторов частоты с кварцевой стабилизацией и цифровым (кодовым) управлением ( рис. 14).
Кварцевые синтезаторы, создающие сетку частот с любым, заранее заданным шагом, были известны и ранее. Однако применение таких устройств на дискретных элементах в малогабаритных РТ не было реальным. Создание интегральных схем синтезаторов частоты с ФАПЧ решило сразу несколько важных проблем - получение сетки рабочих частот одновременно для РПУ и РПДУ при одном кварцевом резонаторе, простое переключение каналов приемника и передатчика набором двоичного кода с помощью малогабаритного переключателя, упрощение схемы ВЧ тракта РТ.
На рис. 14а приведена структурная схема наиболее распространенного в РТ синтезатора частоты МС145160 с двумя петлями ФАПЧ, разработанного фирмой Motorola. Аналогичные микросхемы выпускаются и другими фирмами, например Sanyo (LC7150/51) и Sierra (SC371004).
МС содержит два независимых программируемых счетчика-делителя частоты 1 и 2 (один - для приемника, другой - для передатчика), два фазовых детектора (ФД) 3 и 4 и общий счетчик-делитель образцовых частот 5, на который подаются колебания кварцевого генератора 6 с внешним кварцевым резонатором (обычно - 10,24 МГц). Управление программируемыми счетчиками-делителями осуществляется 4-битовым двоичным кодом через декодирующее устройство 7. В табл.2 указаны двоичные кодовые комбинации, соответствующие номерам каналов.
Емкостный трансформатор
Емкостный трансформатор. Исходя из соображений, что Testatika - это
работающий с высокой частотой электростатический асинхронный ...
http://www.macmep.ru/deuch.htm
На входах счетчиков 1 и 2 имеются буферные усилители 8 и 9. Кроме выходов фазовых детекторов (выводы 12 и 14 МС), имеется выход детектора захвата частоты петлей ФАПЧ передатчика (вывод 11), а также два тональных выхода - 4 и 5 кГц (выводы 4 и 5). При использовании
МС в базовом блоке на вывод 2 должен быть подан высокий логический уровень (1), при работе в НБ -низкий уровень (0).
Работу МС рассмотрим на примере схемы ББ РТ фирмы GE (печатная плата JM81X), рис. 15.
Схема РПУ представляет собой супергетеродин с двойным преобразованием частоты сигнала, причем колебания первого гетеродина на транзисторе Q507 стабилизируются одной fОП из сетки частот, вырабатываемых синтезатором IC503, а колебания второго гетеродина с кварцевым резонатором Х501 неизменны для всех каналов РТ. В качестве первого смесителя служит транзистор Q502, с коллекторной нагрузки которого первая ПЧ через ПКФ CF501 подается на вход второго смесителя IC503 (вывод 18). На вход гетеродина той же МС (вывод 1) поступают колебания частотой fГЕТ1 =10,24 МГц с кварцевого генератора, входящего в ИС синтезатора частоты IC503 (выводы 1 и 18). На выходе смесителя (вывод 3) образуются разностные колебания второй ПЧ (455 кГц), которые обрабатываются в МС3359, как было рассмотрено выше. Особенностью схемы первого гетеродина является наличие варикапа D501, включенного через С539 параллельно колебательному контуру Т505. На варикап через ФНЧ подается управляющее напряжение с выхода фазового детектора 3 (см. рис 14а). Под воздействием этого напряжения изменяется электрическая емкость варикапа, а, следовательно, и частота гетеродина fГ. Чтобы поддерживать заданную переключателем кода частоту, колебания гетеродина через эмиттерный повторитель (ЭП) подаются на вход программируемого счетчика-делителя 1 и сравниваются в ФД с опорной частотой fОП, близкой к fГ. Если эти частоты отличаются, на выходе ФД вырабатывается сигнал ошибки, сдвигающий с помощью варикапа fГ в сторону fОП. При равенстве сравниваемых частот сигнал ошибки становится равным нулю, т.е. емкость варикапа в этот момент не меняется.
Схемы, аналогичные рассмотренной, применяются во многих РПУ РТ, например FF-5000 Bell, CLT-330 Sanyo, SPP - 320 Sony и др.
Надо отдать должное фирме Southwestern Bell, которая в более поздних моделях РТ применяет интересные схемотехнические решения. В модели FF-5000 в ВЧ каскадах (УРЧ и первый смеситель) установлены наиболее совершенные ПТ с двумя изолированными затворами (рис. 16).
Такое решение улучшает чувствительность и избирательность РПУ по зеркальному каналу, устраняет опасность самовозбуждения ВЧ каскадов, упрощает их схемы. Особенно эффективно эти транзисторы работают в каскадах УРЧ за счет очень малой проходной емкости, а в каскадах смесителей - благодаря хорошей развязке цепей сигнала и гетеродина.
http://zep-electro.org.ua
