Prijemnik za izravnu pretvorbu frekvencije. Prijemnik za izravnu konverziju VHF izravna konverzija

Dragi čitatelji, znate li što je detektor, “drvena antena”, metalni izolator? Zašto je ovo ogledalo ogledalo? Što je FM radio? Jeste li čuli za stvari kao što su: harmonici, povratna veza, superheterodin? Iz koje “opere” dolaze nazivi kao što su: maximum maximorum, DSB, SSB, PALSEKAM? Što je crnje od crnog? A zašto je ovaj film koji gledate na televiziji 4% kraći? Znate li kako spojiti dva ili tri televizora na jednu antenu? Zašto neki sateliti "vise" iznad zemlje, dok se drugi kreću? Ako vam je teško odgovoriti ili prvi put čujete za sve ovo, ili vas jednostavno zanima, onda su sva moja mini predavanja za vas!

Sva su mini-predavanja više-manje međusobno povezana. A sadržaj prethodnog predavanja na neki način otkriva sadržaj sljedećeg! Koliko je to moguće, nastojat ću vas ne opterećivati ​​detaljima. Mislim da ćete naučiti nešto novo i korisno za sebe i gledati na sve drugim očima!?

Kakav je ovo prijemnik za izravnu konverziju?! Ovo je nešto novo? Ali kako se pokazalo, novo je dobro, staro je vrlo dobro zaboravljeno! Za izravno obraćenje prvi put sam saznao negdje sedamdesetih godina, i to slučajno. Sastavio sam mali krug prijemnika na slici 3. - da, radi i čak nije loše! Ali zamislite moje iznenađenje kada sam saznao da je to načelo slučajno primijenjeno davne 1901. godine. I otkriven je određeni obrazac: slučajno uključivanje generatora omogućilo je naglo poboljšanje kvalitete prijema. Takav generator nazvan je lokalni oscilator. Pametni rječnik opet nam objašnjava da je heterodin od grčkog heteros “drugi” + dynamis “moć”. Odnosno, pomoćni generator koji nam daje snagu i velike mogućnosti. S pojavom modulacije amplitude i novih metoda prijema, sve "hetero" počelo je nekako nestajati u pozadini. A s izumom superheterodina u 30-ima, ovi “hetero” su potpuno zaboravljeni!

Već sam vam rekao što je superheterodin u prošlom predavanju. Zašto je baš super? A što je super, riječ koja se sada često čuje sa svih strana? I isti pametni rječnik objašnjava da super dolazi od latinskog super "iznad, gore". A gore, gore, što je ovo gore? I to iznad onoga što se na početku radijske ere koristilo u prijemnicima za primanje telegrafskih signala, odnosno iznad lokalnog oscilatora. Uz pomoć tog istog lokalnog oscilatora bilo je moguće primati signale ne samo na telegrafskom stroju, već i na uho! Što se i sada prakticira. I to uz pomoć istog lokalnog oscilatora, tako da je zdrav! I super je, kao, preko tog telegrafskog lokalnog oscilatora. Dakle, što se događa ako u kućnim prijemnicima (kao primjer u prethodnom predavanju) nema lokalnog oscilatora za telegrafski prijem, onda to nije superheterodin, nego tako-tako - kvragu, sa strane su vrata?! Pa, kad su ga tako zvali?.. Pa, k vragu i kućni prijemnik, neka bude superheterodin!

Tako smo se u prethodnim predavanjima upoznali s vrstama prijema i samim prijamnicima. To su: detektor, izravno pojačanje i superheterodin. Detektor i prijamnici izravnog pojačanja imaju isti princip. Ugađanje na željenu frekvenciju, detekciju i pojačanje. I ništa više! U superheterodinu (blok dijagram sl. 1.), put od antene do detektora je nešto drugačiji. Signal, nakon što ga filtrira ulazni krug zrcala i drugih kanala, ulazi u mikser. Tu pada i frekvencija pomoćnog generatora, lokalnog oscilatora. Na izlazu miksera, ovaj efekt proizvodi frekvenciju otkucaja koja se naziva intermedijer. Nakon dodatnog pojačanja, konačno dolazi do detektora. Pa, onda je sve isto kao u prijemniku s izravnim pojačanjem.

A budući da je čovjek misaono biće, iznenada ga je pogodilo, zašto ne učiniti bez ikakvih posrednika?.. I uzeti, i odmah dobiti rezultat - frekvenciju zvuka? Rečeno, učinjeno! Tako je rođeno novo načelo - načelo izravne transformacije. Stoga su se prijamnici počeli nazivati ​​prijemnicima izravne pretvorbe. Fino? Dobro, dobro, ali ništa dobro?! Kako se pokazalo, ovaj princip je, blago rečeno, neprikladan za primanje popularne amplitudne modulacije! A o učestalosti ne vrijedi ni govoriti. Za što je to onda dobro?

Na sl.2. prikazuje blok dijagram takvog prijemnika izravne pretvorbe. Ako bolje pogledate, jako liči na superheterodin... U PF dijagramu postoji pojasni filtar, isti krug kao u superheterodinu. Nakon miksete također ide filter, ali ne nekakav međufilter, već odmah onaj niskofrekventni zvučni. I onda slično kao na sl.1. ULF - niskofrekventno pojačalo i zvučnik (slušalice). Kao što vidite, pojačanje se uglavnom događa u ULF-u i tamo nema složenih filtara! I dugo smo naučili iscijediti sav sok iz ULF-a!

Na sl.3. Već možete vidjeti shematski dijagram jednostavnog prijemnika koji sam isprobao osamdesetih. Da je netko jednom nešto sastavljao (prijemnike, pojačala i sl.) mogao bi primijetiti da nema ništa super-super u sklopu, obične i sasvim pristupačne komponente! A sklop je puno jednostavniji od bilo kojeg superheterodina. Iako je osjetljivost pet puta veća od konvencionalnog kućnog prijemnika. A što se tiče pokazatelja, približava se čak industrijskoj i komunikacijskoj razini!

Kako ne bih zatrpao sliku, uklonio sam podatke o komponentama. Ako je netko zainteresiran, nema problema, putem e-maila! Osim toga, postoje i e-knjige na tu temu. Na dijagramu: žute oznake označavaju ulazni krug. Dvije zelene diode označavaju miješalicu. Ljubičaste oznake, niskopropusni filter. Plava boja, sve vezano za ULF. I na kraju, crvenom bojom sve komponente lokalnog oscilatora.

Sad kad ste malo na temi, ajmo malo o kakvoj se izravnoj pretvorbi radi?! I premda je sve to u fazi beskrajnih eksperimenata, ali?.. Ali sve to uglavnom rade radio-amateri, čak i prilično kompetentni! A jedan od njih je i pisac! Ovo je Polyakov Vladimir Timofeevich. Barem nekoliko njegovih knjiga može se pronaći na internetu ili u tiskanom obliku u trgovinama.

To su knjige: “Za radioamatere o tehnologiji izravne pretvorbe”; “Prijemnici izravne konverzije za amaterske komunikacije”; "Primopredajnici s izravnom pretvorbom" i niz drugih.

Dakle, tko primjenjuje ovo načelo izravne pretvorbe? I što je zabavno u svemu tome? Pa!.. Za sada sve to koriste kratkovalni radioamateri. Ili jednostavno zainteresiran za radioamaterstvo. Koju vrstu modulacije trenutno koriste kratkovalni operateri za komunikacije? Nestale su vrste kao što su AM (amplitudna modulacija) i FM (frekvencijska modulacija). I što? Za telegrafske komunikacije (CW) zapravo se ništa nije promijenilo: sve isto slanje točkica i crtica, u obliku visokofrekventnih impulsa, au telefoniji - SSB, takozvana komunikacija na jednom bočnom pojasu. Objasnio sam kako se dobiva SSB signal u Mini-predavanju “Modulacija”. Općenito (tako to sve funkcionira!) prihvaćamo skup radiofrekvencija s različitim amplitudama, a svaka takva radiofrekvencija u početku je odgovarala određenom zvuku!

Kako odrediti što je što? Pravo! Uporište je nosiva frekvencija. Ali ovo je u AM signalu. Tu je udaljenost na frekvencijskoj ljestvici od nositelja do bilo koje radiofrekvencije odgovarala određenoj, zvučnoj! Željezni uvez! Ali nosač je odsječen i?.. I sada ga treba obnoviti, ali na mjestu prijema. Ali kako doći tamo gdje trebate ići? Je li potrebno? A što se događa ako ne ide tamo gdje treba? Naravno da neće biti smaka svijeta, već samo pomaka u zvučnom spektru! Glas operatera s druge strane (u većini slučajeva ga jednostavno možda ne poznajete?) može varirati u širokim granicama, a vi osobno odlučujete koji vam je ugodniji?! A mijenjanjem udaljenosti (na frekvencijskoj ljestvici) između obnovljenog nosača i bočnog radiofrekvencijskog spektra ugađanjem, prisiljavate svog sugovornika da govori ili basom ili tenorom... Naravno, ovo je vaš izbor!

Što je s telegrafom? Nećete primiti niti SSB signal niti CW ili CW signal na običnom kućnom prijemniku. Točnije, hoćeš, ali nema smisla! Telegraf će vam pljeskati po ušima i ništa više, a SSB će biti nekakvo graktanje i graktanje koje je nerazumljivo i to je sve! I tek kada se uključi umjetni nosač (heterodin) sve se mijenja do neprepoznatljivosti! Telegraf počinje melodično pištati. SSB se pretvara u čisti ljudski govor!

Ali problem zrcalnih kanala nerješiv je samo u jednostavnim prijemnicima. Kod složenijih se nepotrebna propusnost (zrcalni kanal) uklanja tzv. faznom metodom! Na sl.5. (a) Oscilogram metode potiskivanja fazne slike. U ovom slučaju, donji bočni pojas (LSB). Preostali gornji bočni pojas (HSB) označen je zelenom bojom. U stvarnosti, propusnost će izgledati kao na slici 2. (a), ali bez donje strane, one prikazane plavom bojom. Dakle, nije sve tako loše?! U slučaju prijema s izravnom konverzijom (s jednim potisnutim bočnim pojasom), zrak se subjektivno čini čišćim i transparentnijim! Čak i uz vrlo slab signal, postoji 100% povjerenje da primate pravu frekvenciju, a ne zrcalno-kombiniranu prljavštinu?!

Kako sve to izgleda u stvarnosti kad ga primi naš jednostavni prijamnik, slika 3? Ali tamo ne morate brinuti o telegrafu; ponekad ova situacija (s dvije širine pojasa) može biti čak i korisna! Pogledajte sl. 4.(b). Recimo da imamo glavni kanal lijevo od fg frekvencije lokalnog oscilatora, a zrcalni kanal desno. Frekvenciju lokalnog oscilatora možemo namjestiti desno od zrcalne. Nakon čega će se pretvoriti u glavni, ali već odmaknut od nekih smetnji! To se često radi. Što je s SSB-om? Ovdje je puno gore! Ometajući signal Slika 4.(a) (SSB i ima isti bočni pojas (crveno) kao i glavni (zeleno)) zbog svog položaja u odnosu na nosač, ispada da je okrenut naopako! Najniže frekvencije govornog spektra postaju gornje, a gornje niže! Govor postaje odvratan i nerazumljiv... Na slici 4.(c) vidljivi su spektri glavnog i zrcalnog kanala koji se presijecaju, iako nisu na istoj frekvenciji! I ako su radioamateri time još nekako zadovoljni (izvlače se kako znaju?!), onda profesionalci nisu! Ja barem do sada nisam čuo za korištenje izravne pretvorbe u profesionalnoj tehnici?! Ali to je za sada...

Ono o čemu vam dalje želim reći nije zapravo vezano za temu, već više za njenu praktičnu stranu. Na sl.5. Prikazana je prednja strana prijemnika za izravnu konverziju. Vrlo sličan industrijskom dizajnu? Pa, općenito, to je negdje tako! Mali kontrolni gumb s lijeve strane (RF) je prigušivač, na ruskom regulator razine signala koji dolazi iz antene. Drugi mali gumb, nalazi se dolje desno, je kontrola glasnoće (AF). Prekidač za prebacivanje niskopropusnih filtara (CW/SSB) nalazi se u gornjem desnom kutu prednje strane prijemnika. I na kraju (u sredini) je gumb za podešavanje frekvencije postaje. Budući da je uređaj jednopojasni (80 metara), postoji samo jedna vaga. U principu, prebacivanje na drugi raspon neće biti teško.

Odakle mi sve to, ovaj receiver je vrlo sličan industrijskom? Priča je ovakva. Poljski radio-amater (SP5DDJ) razvio je i materijalizirao ovaj prijemnik. Prvobitno je bio namijenjen radioamaterima početnicima. Kako se sve dalje odvijalo, tek sada sam otkrio određenu stranicu http://radio-kits.ucoz.ru/index/prostoj_ppp_na_80_m/0-25 i odatle sam otišao na stranicu samog autora razvoja. Jednom riječju, netko prodaje, takoreći, komplete za sastavljanje takvog prijemnika - svojevrsnog radio konstruktora! A budući da su cijene naznačene u grivnama, nije teško pogoditi gdje strše uši?! Što god bilo, na web mjestu ima puno fotografija, pa čak i video o sastavljanju prijemnika, pa čak i demonstracija njegovog rada. Čak i ako nećete kontaktirati autora te stranice i platiti nekome u grivnama, možete barem poslušati demonstraciju rada prijamnika. A ako ste pažljivi, možete obratiti pozornost na neke neugodnosti u ovom prijemniku! Uglavnom je namijenjen samo za slušanje, a ne za ozbiljan rad u eteru!

Usput, na YouTubeu postoji video:
ovo je prvi dio https://www.youtube.com/watch?v=8KhM0CwVxUc
o, ovo je drugi https://www.youtube.com/watch?v=GUiuzEwpzPo

Nastavak teme na sljedećem mini predavanju “Superregenerator”

Recenzije

Dnevna publika portala Proza.ru je oko 100 tisuća posjetitelja, koji ukupno pogledaju više od pola milijuna stranica prema brojaču posjećenosti koji se nalazi desno od ovog teksta. Svaki stupac sadrži dva broja: broj pregleda i broj posjetitelja.

Prijemnik je namijenjen za rad na frekvencijama svih radioamaterskih pojaseva od 160 metara do 10 metara. Prijemnik je sastavljen pomoću kruga izravne pretvorbe i ima osjetljivost ne goru od 0,5 µV. Može primati signale s telefonskih (SSB) i telegrafskih (CW) radio postaja. Postoje tri kontrole prijemnika - heterodin i ulazni krugovi, kontrola osjetljivosti i kontrola glasnoće se mogu podešavati pomoću jednog kondenzatora s dva dijela.

Na sliku se može kliknuti

Signal iz antene dovodi se u ulazni krug koji se sastoji od niza serijski spojenih zavojnica L1-L6 i odjeljka C1.1 promjenjivog kondenzatora C1. Kondenzator C18, spojen u seriju s kondenzatorom C1.1, smanjuje njegovo preklapanje kapaciteta.
Sve zavojnice ulaznog kruga su gotove visokofrekventne prigušnice industrijske proizvodnje. Nema potrebe prilagođavati ih. Tijekom procesa podešavanja, krug se podešava pomoću kondenzatora za ugađanje C21 na raspone u skokovima pomoću odjeljka S1.1 prekidača S1 (skretni prekidač s keramičkim pločama). Glatko podešavanje promjenjivog kondenzatora po odjeljku C1.1.
Iz ulaznog kruga, signal se dovodi u RF pojačalo pomoću tranzistora s efektom polja s dva vrata VT1 tipa BF966. Ovdje možete koristiti i domaće tranzistore s efektom polja s dvostrukim vratima, na primjer, KP350. Pomoću otpornika R3 možete regulirati konstantni napon na drugom ulazu VT1, koji mijenja koeficijent prijenosa kaskade i na taj način utječe na osjetljivost.
Opterećen RF visokofrekventnim transformatorom T1, koji je neophodan za dovod simetričnog RF signala na simetrični ulaz pretvarača frekvencije na čipu A1.
Mikrokrug A1 tipa SA612A (ili njegov analog NE612) namijenjen je za pretvarače frekvencija superheterodinskih prijemnih staza komunikacijske opreme. Ovdje radi gotovo za svoju namjenu - mikser-demodulator. “Skoro” - jer je međufrekvencija nula, odnosno međufrekvencija je demodulirani AF signal.
Lokalni oscilator koristi krug koji se sastoji od serijski spojenih zavojnica L7-L12 i dijela C1.2 promjenjivog kondenzatora C1. Kondenzator C19 spojen u seriju s kondenzatorom C1.2 smanjuje njegovo preklapanje kapaciteta.
Sve zavojnice heterodinskog kruga su gotove visokofrekventne prigušnice industrijske proizvodnje. Nema potrebe prilagođavati ih. Tijekom procesa podešavanja, krug se podešava pomoću kondenzatora za ugađanje C22 na raspone u skokovima pomoću odjeljka S1.2 prekidača S1 (skretni prekidač s keramičkim pločama). Glatko podešavanje - odjeljak C1.2 promjenjivog kondenzatora.
Budući da se radi o prijemniku izravne konverzije, a "međufrekvencija" je praktički jednaka od nula do nekoliko kiloherca, postavke lokalnog oscilatora i ulaznih krugova gotovo su iste.
Važan nedostatak svakog prijamnika s izravnom pretvorbom je njegova velika osjetljivost na smetnje u obliku niskofrekventnih smetnji na mrežnoj frekvenciji, koje u prijamnik ulaze na razne načine. Razlog za to leži u samom principu rada prijemnika s izravnom pretvorbom: glavno pojačanje događa se na niskim frekvencijama, pa stoga ULF ima veliko pojačanje.
Ali SA612A čip ima izlaz protufaznog pretvarača frekvencije. Ako se ovo koristi u kombinaciji s ULF-om s protufaznim ulazom, tada se ispostavlja da ULF ima veliko pojačanje samo kada protufazni signali stignu na njegove ulaze. Ali vrlo je malo osjetljiv na signale zajedničkog načina rada koji ne dolaze iz pretvarača, već drugim putem. Tako je moguće izuzetno smanjiti osjetljivost prijemnika na smetnje.
Cijena za tako učinkovito potiskivanje buke je složenost kontrole glasnoće, koja mora imati dvostruki promjenjivi otpornik (R9).
Zavojnice L1-L12 su gotove RF prigušnice, kupljene. Ali po želji (ili potrebi), možete ih sami namotati pomoću jedne od poznatih formula za izračun.
RF transformator je namotan na feritni prsten vanjskog promjera 7 mm. Namatanje je izrađeno žicom PEV 0,23 presavijenom na pola. Ukupno - 50 okretaja. Nakon namotavanja, izvodi se režu i izvodi se namota transformatora određuju pomoću ispitivanja kontinuiteta.
Podešavanje prijemnika sastoji se od podešavanja C21 i C22 tako da se svi rasponi preklapaju. Još uvijek morate kalibrirati vagu. U ovom prijemniku, sklopovi su napravljeni na pojednostavljen način, tako da se u svakom rasponu preklapanje događa s velikom marginom. Ovaj nedostatak, u načelu, može se ukloniti dodatnim korekcijskim kondenzatorima za svaki raspon, ali to će uvelike komplicirati prebacivanje.

Razmatrani krug prijemnika detektora omogućuje nam dobivanje informacija o amplitudi primljenog radio signala. Učinkovitost detektora određena je.

Prvi prijamnici s izravnom pretvorbom pojavili su se u osvit razvoja radiotehnike, kada još nije bilo radiocijevi, komunikacija se odvijala na dugim i ultradugim valovima, odašiljači su bili iskra i luk, a prijamnici, čak i profesionalni, one detektorske.

Uočeno je da se osjetljivost prijemnika detektora značajno povećava ako se detektor napaja oscilacijama generatora male snage koji radi na frekvenciji bliskoj frekvenciji primljenog signala. Prilikom primanja telegrafskog signala čuli su se otkucaji zvučne frekvencije jednake razlici između frekvencije lokalnog oscilatora i frekvencije signala. Razmotrimo prirodu ovog fenomena.

Frekvencijska selektivnost prijemnika detektora osigurana je pojasnim filtrom spojenim na ulaz. Isti se problem može riješiti prijenosom energije primljenog signala u niskofrekventno područje. U ovom slučaju, to će biti moguće implementirati s niskopropusnim filtrom, čija će složenost, s istim karakteristikama potiskivanja susjednog kanala, biti upola manja. Prijenos radiofrekvencijskog spektra u niskofrekventno područje može se izvesti pomoću sljedeće trigonometrijske transformacije:

Signal iz lokalnog oscilatora, koji se naziva lokalni oscilator, koristi se kao drugi sinusoidalni signal s frekvencijom koja odgovara frekvenciji primljenog radio signala. Napon na izlazu množitelja, koji se u ovom slučaju naziva sinkroni detektor, bit će napisan na sljedeći način:

Dvofrekventni napon radio signala može se lako potisnuti niskopropusnim filtrom. Proces prijenosa modulirajućih frekvencija s frekvencije radnog kanala na nultu frekvenciju ilustriran je na slici 1.

Slika 1. Proces radnog kanala na nultoj frekvenciji

Prijemnik s izravnom pretvorbom koji implementira gore opisani princip prijenosa spektra korisnog signala u niskofrekventno područje prikazan je na slici 2.

Slika 2. Blok dijagram prijemnika za izravnu konverziju

U ovom prijemniku, pojasni filtar odabire grupu frekvencija u kojima je prisutan ulazni signal, zatim sinkroni detektor prenosi spektar u niskofrekventno područje. Potiskivanje frekvencija susjednih kanala u ovom krugu može se izvesti i propusnim filtrom na ulazu detektora i niskofrekventnim filtrom koji se nalazi na njegovom izlazu. Poznato je da je složenost niskopropusnog filtra upola manja od složenosti pojasnog filtra iste selektivnosti. Stoga je krug prijemnika s izravnom pretvorbom isplativiji i sa stajališta pouzdanosti i s gledišta cijene uređaja.

Odredimo zahtjeve za niskofrekventni filtar (LPF) prijemnika za izravnu konverziju. Slika 3 prikazuje spektre korisnog signala i signala susjednog kanala. Ista slika prikazuje niskopropusni filtar sinkronog detektora, koji je dio prijemnika za izravnu konverziju.

Slika 3. Zahtjevi za niskopropusni filtar u prijemniku s izravnom pretvorbom

Složenost niskopropusnog filtra ovisi o njegovom redoslijedu. Zahtjevi za redoslijed filtara prijemnika s izravnom pretvorbom određeni su nagibom njegove amplitudno-frekvencijske karakteristike filtra (AFC). Općenito, ti zahtjevi ovise o specifičnoj vrsti signala koji se koristi u danom komunikacijskom sustavu.

Neka je frekvencija susjednog kanala tri puta veća od gornje frekvencije korisnog signala. Zatim detuning frekvencije F sk = f sk /f inće biti jednak 3, a filtar prvog reda će potisnuti ovu frekvenciju za faktor tri. Ista brojka može se izraziti u decibelima:

Obično je potrebno najmanje 60 dB odbijanja susjednog kanala. Zatim se potrebni redoslijed niskopropusnog filtra može odrediti pomoću sljedeće formule:

Dakle, u ovom slučaju filtar šestog reda nije dovoljan i potreban je filtar sedmog reda.

U modernim verzijama prijemnika za izravnu pretvorbu, izlaz filtra sadrži analogno-digitalni pretvarač i sklop za digitalnu obradu signala. U ovom slučaju zadatak potiskivanja susjednog kanala može izvršiti ovaj digitalni sklop, a tada se zahtjevi za filtar koji se nalazi na izlazu množitelja mogu svesti na zahtjeve za filtar prvog reda i njegovu zadaću bit će potisnuti visokofrekventne slike propusnog pojasa digitalnog filtra (anti-aliasing filtar) .

Zahtjevi za niskofrekventno pojačalo određeni su potrebnim pojačanjem korisnog signala. Često traženi dobitak doseže nekoliko tisuća. Tada su karakteristike buke pojačala na prvom mjestu. U ovom slučaju, poželjno je ograničiti propusnost signala na ULF izlazu kako bi se potisnuo njegov izvanpojasni šum.

Promjena razine željenog signala ovisno o uvjetima širenja radiovalova može zahtijevati upotrebu kruga automatske kontrole pojačanja (AGC). Ovu ćemo shemu razmotriti u sljedećim poglavljima.

U krugu prikazanom na slici 2.9 potrebno je osigurati točnu sinkronizaciju signala lokalnog oscilatora i primljenog signala. To je prilično teško učiniti. Osim toga, treba uzeti u obzir činjenicu da izvorni signal može sadržavati informaciju ugrađenu u fazu visokofrekventnog signala, stoga, kako se ne bi izgubio, potrebno je generirati složeni eksponencijalni signal kao lokalni oscilator signal, ili, drugim riječima, sinusni i kosinusni signal istovremeno:

Budući da fazni prirast u signalu može biti pozitivan ili negativan, on može sadržavati i pozitivne i negativne frekvencije (slika 2.10). Ova situacija je ilustrirana na slici 2.13.

Slika 4. Smjer vrtnje faznog vektora pri pozitivnim i negativnim frekvencijama

Za prijenos spektra izvornog signala u ovom slučaju potrebna su dva množitelja signala. Kao rezultat toga, dva kvadraturna signala I i Q će se generirati na izlazu kruga. Radio prijemnik izgrađen na ovom principu naziva se prijemnik izravne konverzije. Njegov blok dijagram prikazan je na slici 3.

Slika 5. Blok dijagram prijemnika za izravnu konverziju

U ovoj shemi, frekvencije susjednog kanala su potisnute niskopropusnim filtrima, koji se nalaze odmah nakon pretvarača frekvencije (multiplikatora). Nakon potiskivanja šuma, provodi se glavno pojačanje primljenog signala. Konačnu demodulaciju primljenog signala provodi sklop za digitalnu obradu signala, koji se može izvesti na ili na programabilnom logičkom krugu (FPGA).

Za izgradnju niskopropusnog filtra s istim nagibom frekvencijskog odziva potrebno je dva puta manje elemenata u usporedbi s pojasnim filtrom, stoga je, s matematičke točke gledišta, ovaj sklop idealan za izgradnju radio prijemnika.

Krug izravne pretvorbe olakšava izradu višepojasnih prijemnika. Za prelazak s jednog raspona na drugi dovoljno je promijeniti frekvenciju lokalnog oscilatora. Ovo je vrlo zgodno za istovremenu implementaciju GSM, GPRS i 3G prijemnika.

Nažalost, trenutno je vrlo teško implementirati množitelje s dovoljno velikima, a tek kako se digitalna tehnologija razvija, ova shema postupno postaje sve češća i uz njenu pomoć moguće je implementirati sve kvalitetnije prijemnike.

Kad bi bilo moguće implementirati idealni multiplikator u krug prijamnika za izravnu pretvorbu, tada više ne bi bio potreban blok na ulazu sinkronog detektora. Nažalost, nije. Stoga je na ulazu množitelja potrebno ugraditi pojasni filtar, od kojeg se traži smanjenje broja interferirajućih signala koji dolaze na ulaz sinkronog detektora. To omogućuje približavanje njegovih svojstava onima idealnog množitelja. Međutim, zahtjevi za pojasni filtar znatno su niži nego kada bi pojasni filtar izvodio odbacivanje susjednog kanala.

Književnost:

Zajedno sa člankom "Prijemnik za izravnu konverziju frekvencije" pročitajte:

Glavna funkcija radio prijemnika je izvlačenje korisnih informacija iz primljenog signala...
http://site/WLL/DetPrm.php

Da bi se povećala osjetljivost radio prijemnika (smanjila vrijednost šuma prijemnika), između ulaza sinkronog detektora i izlaza ulaznog uređaja prijemnika postavlja se niskošumno pojačalo...
http://site/WLL/PrmPrjamUsil.php

Kako bi riješili problem povećanja potrebnog faktora kvalitete s povećanjem nosive frekvencije, problem su počeli dijeliti u dvije faze - ugađanje po frekvencijskom području i osiguranje selektivnosti u susjednom kanalu...
http://site/WLL/PrmSupGeter.php

Kod pretvorbe dvostruke frekvencije, skupina kanala prvo se prebacuje na prvu međufrekvenciju, izolira se, a zatim se radni kanal dodjeljuje na drugu međufrekvenciju. Ovaj proces...
http://site/WLL/PrmDvPreobr.php

Prijemnik je namijenjen za praćenje amaterskih radio emisija u šest opsega: 28 MHz, 21 MHz, 14 MHz, 7 MHz, 3,5 MHz i 1,8 MHz. Može primati telefonske (jednopojasna modulacija) i telegrafske signale. Radni raspon odabire se promjenom uloška (pločice s konektorom) sa strujnim krugovima koji se ugrađuje u utor u kućištu prijemnika (na isti način se mijenjaju ulošci u igraćim konzolama za televizore).

Ovaj dizajn je dobar jer prvo možete napraviti prijemnik za dva ili tri opsega, a zatim povećati njihov broj po želji izradom dodatnih patrona.

Osjetljivost prijemnika u svim rasponima nije lošija od 0,3 µV s omjerom signala i šuma od 10 dB. AM potiskivanje nije gore od 70 dB. Takve visoke performanse postignute su upotrebom miksera temeljenog na tranzistorima s efektom polja s negativno prednaponom.

Činjenica je da takav mikser, u usporedbi s diodnim, ima znatno nižu razinu buke, upravo na razini običnog konstantnog otpornika s otporom jednakim otporu otvorenog kanala tranzistora s efektom polja.

Kao rezultat toga, šum ograničava stvarnu osjetljivost u puno manjoj mjeri. Osim toga, tranzistor s efektom polja u ovom slučaju radi kao otpornik kontroliran naponom lokalnog oscilatora i praktički ne detektira AM signale.

Dijagram strujnog kruga prikazan je na slici 1. Frekvencijski pretvarač je napravljen na VT1 i VT7. Ulazni signal iz ulaznog kruga (dijagram strujnog kruga uloška sa krugovima prikazan je na slici 2) dovodi se do njega preko kontakta XS1.2 konektora XS1 (uložak je ugrađen u njega).

Lokalni oscilator izrađen je pomoću tranzistora VT3-VT6. Sam glavni oscilator je na VT3, njegova frekvencija određena je krugom spojenim na XS1.5, prilagođen pomoću promjenjivog kondenzatora spojenog na pin 1 ploče (preko XS1.4 - na heterodinski krug). Heterodinsko pojačalo signala izrađeno je pomoću tranzistora VT5-VT7, što osigurava maksimalnu izolaciju između pretvarača i glavnog oscilatora.

Amplituda RF izlaznog napona je 1,5 V. Taj se napon, preko transformatora T1, u protufazi dovodi na vrata tranzistora miješalice. Kao rezultat toga, svaki poluval odgovara otvorenom stanju jednog od tranzistora, pa bi prema tome frekvencija lokalnog oscilatora trebala biti pola frekvencije primljenog signala. Ovo je također zgodno jer osigurava stabilniji rad generatora u visokofrekventnim područjima.

Za stvaranje optimalnog načina rada za tranzistore s efektom polja, koji osigurava maksimalnu osjetljivost prijemnika s minimalnim šumom, koristi se negativna pristranost vrata ovih tranzistora pomoću R1 (negativan napon se primjenjuje na pin 19 ploče kroz otpornik).

Optimalni prednapon za KP303I je 2,5 V. Nakon pretvarača dolazi niskopropusni filtar na C6L1C7, konfiguriran je za propuštanje frekvencija do 2,5 kHz. Zatim postoji preliminarni ultrazvučni zvučni signal na VT2 (kako bi se smanjila razina buke, tranzistor radi u mikrostrujnom načinu rada s kolektorskom strujom od 0,2 mA), a zatim glavno pojačalo na operacijskom pojačalu DA1, osiguravajući dobitak od oko 1500. Opterećenje Slušalice visoke impedancije ili mali ultrazvučni zvučnik s kompaktnim zvučnikom, spajaju se na pinove 8 i 9 na pločici.

Za poboljšanje rada u telegrafskom načinu rada koristi se dodatni T-most u krugu DA1 OOS na elementima R15C22R16C20R17 R18C21 (spajanje pinova 12 i 10 ploče s vanjskim prekidačem), širina pojasa je sužena na 200 Hz; .

Dijagram vanjskih priključaka prikazan je na slici 3.

Većina dijelova montirana je na jednu tiskanu pločicu, na nju je ugrađen konektor iz interkonekcijskih veza USCT televizora. Preko ovog konektora spajaju se utične ploče sa strujnim krugovima; na njih se ugrađuju igličasti dijelovi konektora.

Operacijsko pojačalo može biti K140UD6, K140UD7, K554UD1. Zavojnica niskopropusnog filtra L1 namotana je na feritni prsten veličine K20X10X15. magnetski krug 2000NM. Sadrži 500 zavoja PEV 0,06. Moguće je koristiti bilo koju drugu feritnu magnetsku jezgru. na primjer, prsten manjeg promjera ili oklopna jezgra, važno je položiti potreban broj zavoja, a induktivitet se u načelu može razlikovati za 1,5 puta.

Induktor L2 - trebao bi biti 280 µH - industrijska proizvodnja, ali se može namotati prema poznatim formulama na otpornik ili feritnu jezgru.

Visokofrekventni transformator je namotan na prstenu K7X4X3 s magnetskom jezgrom od 400NN (po mogućnosti 100NN). Namatanje se izvodi zveckajućim žicama istovremeno, 20 zavoja PEV 0,23, jedan namot je primarni namot, a druga dva su spojena u seriju, tvoreći slavinu.

Trakaste zavojnice L3 i L4 namotane su na okvire promjera 6 mm s trimerima od karbonilnog željeza, izrađene su od okvira IF sklopova ULPT lampi; gornji dio duljine 20 mm odrezan je od okvira .

Podaci o kondenzatorima i broju zavoja svitaka su sažeti u tablici.

Prijemnik izravne konverzije

Prijemnik prima signale amaterskih radio postaja u opsezima 7, 14 i 21 MHz. Značajke dizajna kruga uključuju odsutnost prekidača raspona i činjenicu da se frekvencija lokalnog oscilatora ne mijenja pri prelasku iz jednog raspona u drugi.
Da biste ovo razumjeli, morate zapamtiti da su frekvencije amaterskih HF pojaseva smještene u pravilnoj geometrijskoj progresiji. To jest, harmonici niskofrekventnih područja završavaju u visokofrekventnim područjima. Stoga lokalni oscilator radi na frekvencijama u području od 7 MHz, a pri prijemu na područjima od 14 MHz, odnosno 21 MHz, mikser radi na drugom i trećem harmoniku lokalnog oscilatora. Stoga lokalni oscilator ne treba preklopiti. Rasponi se mijenjaju podešavanjem ulaznog pojasnog filtra. Tipično, takav krug koristi sklopljene ulazne krugove ili kondenzatore petlje. To zahtijeva prekidač i značajan broj drugih dijelova. Ovdje, umjesto mijenjanja frekvencije ulaznog filtra u koracima, njegova se frekvencija glatko podešava pomoću dvodijelnog varijabilnog kondenzatora. Na ručici pokazivača pričvršćenoj na os ovog kondenzatora morate napraviti tri oznake koje odgovaraju postavci ulaznog pojasnog filtra na raspon od 7 MHz, 14 MHz i 21 MHz. Osim pojednostavljivanja mehaničkog dizajna kruga odabira raspona, ova metoda omogućuje, ako je potrebno, blago podešavanje ulaznog filtra tako da, na primjer, ugađa smetnje ili postiže maksimalnu osjetljivost i selektivnost u željenom dijelu odabranog raspona .

Pogledajmo dijagram. Signal s antene dolazi preko koaksijalnog priključka X1. Glatki ulazni atenuator napravljen je na dvostrukom promjenjivom otporniku R1, koji se može koristiti za podešavanje osjetljivosti prijemnika (gumb je označen kao "Razina"). Zatim, postoji dvodijelni pojasni filtar na krugovima L2-C4.1-C1-C3-C2-C4.2-L3, podesiv pomoću dvostrukog promjenjivog kondenzatora sa zračnim dielektrikom C4. Zavojnica L1 služi za spajanje ulaznog atenuatora na filtar.
Na izlazu pojasnog filtra uključuje se jednostrani ključni mikser na tranzistoru s efektom polja VT1. Signal lokalnog oscilatora dovodi se do vrata tranzistora i on djeluje kao otpornik kontroliran signalom dovedenim do vrata, koji zapravo prebacuje ulazni signal na izlazno kapacitivno opterećenje. Napon isključivanja na vratima VT1 postavlja se automatski zbog ispravljačkog djelovanja tranzistorskog spoja.
VT1 se otvara na određenoj razini napona na svojim vratima. Istodobno promjenom vrijednosti sinusoidnog napona lokalnog oscilatora mijenjamo kutnu vrijednost (točku sinusnog vala) na kojoj se otvara VT1. Dakle, promjenom napona lokalnog oscilatora, mijenjamo radni ciklus impulsa otvaranja VT1. U ovom slučaju, kada se radi na harmonicima, da bi se postigla ujednačena osjetljivost u svim rasponima, radni ciklus mora biti oko četiri. Da bi se to postiglo, potrebno je da VT1 ima granični napon najmanje dva puta manji od VT2.
Na izlazu miksera formira se kompleks frekvencija, niske frekvencije s pojasom od 3 kHz od kojeg je izoliran niskopropusnim filtrom u obliku slova U C10-L5-C11. Zatim, pojačanje niskofrekventnog signala pomoću ULF-a, koji se sastoji od predpojačala na tranzistoru VT3 i pojačala snage na mikro krugu A1, učitanog na minijaturni zvučnik B1 s otporom glasovne zavojnice od 8 Ohma. Otpornik R6 služi za podešavanje glasnoće.
Lokalni oscilator izrađen je na tranzistoru VT2 pomoću induktivnog kruga u tri točke. Krug lokalnog oscilatora L4-C7-C6-C5 podešen je promjenjivim kondenzatorom C5 sa zračnim dielektrikom. Frekvencija lokalnog oscilatora je podesiva u rasponu od 6,9-7,2 MHz. Kako bi se dobio potreban raspon ugađanja, maksimalni kapacitet promjenjivog kondenzatora C5 smanjuje se spajanjem C6 u seriju, a minimalni kapacitet se povećava spajanjem kapaciteta C7 paralelno sa zavojnicom petlje.
Napon napajanja lokalnog oscilatora stabiliziran je zener diodom VD1.
Sve visokofrekventne zavojnice namotane su na okvire s jezgrama od karbonilnog nil željeza. Okviri su napravljeni od okvira IF sklopova starih crno-bijelih cijevnih televizora. Takav okvir sastoji se od baze i cijevi s navojem, unutar koje se nalaze dvije navojne jezgre od karbonilnog željeza. Morate ukloniti jezgre iz cijevi i odrezati komad cijevi jednak približno 2/3 ukupne duljine. Zatim zavrnite jednu od ovih jezgri u nju. Okvir je spreman. Sve konturne zavojnice sadrže 12 zavoja žice PEV 0,43. Zavojnica L1 je namotana na površinu L2 i sadrži 4 zavoja. Zavojnica L4 ima odvojak od 4. zavoja, računajući od dna prema dijagramu.
Ove zavojnice postavljaju se okomito u kućište prijemnika i učvršćuju kapljicom epoksi ljepila. Morate pripremiti epoksi ljepilo i pustiti da se stvrdne u pastu. Zatim umočite donji dio okvira koluta u ovo ljepilo tako da a
veliku kap, te namjestite zavojnicu na željeno mjesto na tijelu. Nakon stvrdnjavanja, okvir zavojnice će biti sigurno fiksiran u tijelu prijemnika.
Kao zavojnica L5 korištena je univerzalna magnetska glava sa starog kasetofona. Tijelo glave se koristi kao zaslon zavojnice (spojen je na zajednički negativ napajanja).
U mikseru možete koristiti tranzistore KP307A, KP307B, KPZOZA, KPZZB, KPZOZI, BF245A.
U lokalnom oscilatoru potrebno je koristiti tranzistore s graničnim naponom od najmanje 3,5 V, -KP307G, KPZZG, KPZZZD, KPZOZE, KP302B, KP302V, BF245C.
Promjenjivi kondenzatori - dvodijelni tip KPE2-V ili sličan, iz starih cijevnih radiograma i prijemnika. Takav kondenzator obično ima dva dijela od 10-495 pF ili 11-500 pF. Ovi kondenzatori su dobri zbog svoje stabilnosti i odsutnosti buke od statičkih pražnjenja, koja se mogu pojaviti pri radu kondenzatora s čvrstim dielektrikom (od elektrifikacije kada se ploče trljaju o dielektrik). Kondenzatori C1 i C2 su keramički tip KPK-6 ili drugi slični trimeri. Također možete koristiti kondenzatore za ugađanje sa zračnim dielektrikom. Ili ih možete potpuno napustiti, zamjenjujući ih konstantnim kapacitetima od 10 pF. Ali u ovom slučaju, optimizacija postavki ulaznog filtra postaje kompliciranija (možete koristiti samo trimere zavojnice).
Kondenzatori SZ, C6, C7 moraju imati minimalni TKE, inače će postavka biti nestabilna.
Postavljanje se svodi na provjeru funkcionalnosti ULF-a. Zatim, pomoću mjerača frekvencije, trebate odrediti raspon podešavanja lokalnog oscilatora i prilagoditi L4, a također, odabirom kapaciteta C7, unijeti ga u raspon ne uži od 6,9-7,2 MHz (ali ne širi od 6,8- 7,3 MHz). Spojite mjerač frekvencije preko kondenzatora kapaciteta ne većeg od 2 pF.
Sljedeća faza je postavljanje ograničenja i uparivanje postavki krugova ulaznog filtera.
Slijedi matura.

Snjegirjev I.
Književnost:
1. Goigorov I.N. Jednostavan prijemnik promatrača. g.Radiokonstruktor 12-99, str. 12-13 (prikaz, ostalo).