Ускладнення конструкції цього приймача в порівнянні з популярними у радіоаматорів простими синхронними УКХ ЧМ приймачами, на думку автора, виправдано поліпшенням основних характеристик: чутливості і стійкості роботи.
Описуваний тут приймач УКХ ЧМ сигналів для діапазону 65,8...73 МГц. відрізняється від раніше опублікованих більшою чутливістю і відсутністю таких властивих їм характерних недоліків, як нестабільність та налаштування мимовільна перебудова на більш сильний сигнал сусіднього каналу. Чутливість синхронних гетеродинних приймачів обмежується тим. що "дрейф нуля підсилювача постійного струму впливає на вузол керування частотою гетеродина і викликає нестабільність налаштування приймача. У розробленій автором конструкції вона зменшена за рахунок того, що замість підсилювачів постійної напруги використовуються підсилювачі змінного напруги, досягнуто зменшення "дрейфу нуля", що дозволило збільшити чутливість приймача, яка тепер становить близько 8 мкВ. Крім того, зміна напруги на сайті управління частотою гетеродина зменшується амплітудним обмежувачем ZL1, тому під дією керуючого напруги частота гетеродина не буде змінюватися більш ніж на 100 кГц. Таким чином, виключається мимовільна налаштування на сусідню по частоті радіостанцію.
Приймач споживає струм близько 34 мА. Його структурна схема зображена на рис. 1.
Приймається сигнал від антени через дволанковий фільтр нижніх частот Z1 і підсилювач високої частоти А1 надходить на сигнальний вхід змішувача U1. На інший його вхід надходить напруга гетеродина G2. Якщо частоти сигналу і гетеродина не рівні, то іа виході змішувача утворюється змінну напругу биття, яке через фільтр нижніх частот Z2, підсилювач низьких частот А2. суматор A3 і амплітудний обмежувач ZL1 подається на вузол керування частотою гетеродина U5 і змінює частоту гетеродина G2 таким чином, що миттєва різниця частот сигналу і гетеродина зменшується приблизно до 72 Гц. Це значення частоти визначається нижньою межею смуги пропускання підсилювача низьких частот А2.
Сигнал з виходу ФНЧ Z1 надходить також на сигнальний вхід модулятора U2, на другий вхід якого надходить змінна напруга прямокутної форми частотою 20 кГц від допоміжного генератора низької частоти G1.
У результаті на виході модулятора утворюється модульоване по амплітуді високочастотне напруга, яке через підсилювач високої частоти надходить А4 на сигнальний вхід змішувача U3 (fc), на другий вхід якого надходить напруга від гетеродина G2 (fg). На виході змішувача з'являється змінна напруга частотою 20 кГц. модульоване по амплітуді коливаннями різницевої частоти (тобто частоти биттів fb = fc - fg). яке через фільтр нижніх частот Z3. підсилювач низьких частот А5 надходить на сигнальний вхід демодулятора U4.
На другий вхід демодулятора поступає змінна напруга з частотою 20 кГц від генератора G2. На виході демодулятора формується змінна напруга, частота якого дорівнює миттєвої різниці частот сигналу і гетеродина, потім воно через дволанковий фільтр нижніх частот Z4. суматор A3 і амплітудний обмежувач ZL1 надходить на вузол керування частотою гетеродина U5 і змінює частоту гетеродина G2 таким чином, що система ФАПЧ приймача переходить з режиму биттів в режим утримання. Різниця частот сигналу і гетеродина, при якій відбувається перехід в режим утримання, визначається частотою зрізу фільтра Z2 і складає 10.6 кГц (при мінімальному сигналі).
Таким чином, при роботі системи ФАПЧ в режимі утримання (синхронізації) швидкі відходи частоти (72 Гц < f < 10,6 кГц) компенсуються каналом, що складається з ФНЧ Z1, підсилювача високої частоти А1, змішувача U1, фільтра нижніх частот Z2. підсилювача низьких частот А2, суматора A3, амплітудного обмежувача ZL1, вузла керування частотою U5 і гетеродина G2.
Повільні відходи частоти (< 330 Гц) компенсуються каналом, що складається з модулятора U2, підсилювача високої частоти А4, змішувача U3, фільтра нижніх частот Z3. підсилювача низьких частот А5, демодулятора U4, фільтра нижніх частот Z4 і генератора G1. Змінна напруга звукових частот (72 Гц < fz < 10.6 кГц), пропорційне відхилення миттєвого значення частоти сигналу на вході приймача, з підсилювача низьких часкл А2 надходить на вихід приймача.
Динамічні характеристики системи ФАПЧ визначаються амплітудою вхідного сигналу і формою АЧХ фільтра нижніх частот Z2. який являє собою однозвенную RC-ланцюг. Форма АЧХ розімкнутої системи ФАПЧ наближена до форми АЧХ ланки першого порядку, тому система ФАПЧ працює в режимі синхронізації при досить великому діапазоні амплітуд вхідного сигналу. Приймач не має системи АРУ, тому при дуже великій амплітуді вхідного сигналу система ФАПЧ самовозбуждается (режим квазисинхронизма). Але і в цьому випадку приймач зберігає працездатність, так як самозбудження системи ФАПЧ не відображається на як вихідного сигналу (частота автоколивань у системі ФАПЧ виявляється вище 50 кГц).
Вибірковість приймача по сусідньому каналу визначається параметрами ФНЧ Z2, а вибірковість по паразитних каналів прийому (на гармоніках гетеродина) - параметрами фільтра нижніх частот Z1.
Принципова схема приймача наведена на рис. 2.
(натисніть для збільшення)
Сигнал від антени через розділовий конденсатор C1 і ФНЧ. утворений конденсаторами С2 - С4 і котушки L1.12. надходить на РЕЧНИКА, виконаний на транзисторі VT1. Цей підсилювач служить для зменшення проникнення коливань гетеродина у вхідну ланцюг, посилення його невелика і складає Ку < 5. Транзистор включений за схемою з загальною базою, що забезпечує високу лінійність УВЧ і сприяє підвищенню завадостійкості приймача (за аналогічною схемою виконаний і УВЧ на транзисторі VT4). Характеристичний опір фільтра Z1 близько до 75 Ом. а його частота зрізу - 75 МГц.
Елементи R6. С8. R8. С9 утворюють фазер, який зрушує фазу високочастотного напруги, що надходить на змішувач, виконаний на транзисторі VT2. на кілька десятків градусів. Це потрібно для підвищення чутливості приймача. Справа в тому. що в режимі утримання (синхронізації) фазовий зсув коливань сигналу і гетеродина, що надходять на змішувач VT5. близький до 90. У той же час за рахунок затримки високочастотного сигналу в модуляторі VT3 фазовий зсув між коливаннями сигналу і гетеродина на входах змішувача VT2 може відрізнятися від 90°. При прийомі слабких частотно-модульованих сигналів з великою девіацією частоти це може призвести до короткочасних зривів синхронізації в моменти максимального відхилення частоти. Ланцюг, що складається з елементів R6. С8. R8. С9. забезпечує додаткову затримку високочастотного сигналу, що дозволяє встановити на входах змішувача VT2 фазовий зсув коливань близько 90°.
Побудова фільтрів нижніх частот Z2 і Z3 (відповідно на елементах R10. С12 і R26. С29) і підсилювачів низьких частот А2 та А5 (на мікросхеми DA1 і DA3) обох каналів однаково і відрізняється тільки номіналами елементів, які використовуються. Низькочастотний сигнал знімається з виходу DA1. елементи R11, С15 служать для корекції високочастотних попередніх викривлень.
Функції суматора A3 і амплітудного обмежувача ZL1 виконує мікросхема DA2. Модулятор U2 виконаний на транзисторі VT3, а демодулятор U4 - на транзисторі VT6. Роль фільтра нижніх частот Z4 виконують елементи R30, C30. R31. C31. Емітерний повторювач на транзисторі VT7 зменшує вплив суматора на параметри фільтра нижніх частот. Вузол керування частотою U5 виконаний на варикапе VD1, гетеродин G2 - на транзисторах VT8, VT9. а допоміжний генератор низької частоти G1 - на мікросхемі DD1.
Крутизна вузла керування частотою Ѕупр - 35 кГц/В. тому при девіації частоти (f = 50 кГц) напруга звукової частоти на конденсаторі С19 становить близько 1,5 В, а на виході приймача (С15) - близько 0,3 Ст.
Налаштування приймача на частоту радіостанції виробляють зміною індуктивності котушки гетеродина L3.
Приймач зібраний в корпусі з листового дюралюмінію. При його виготовленні використовувався навісний монтаж. Гетеродин укладено в екран, крім того, з'єднаний з конденсаторами С19 (ланцюг управління), С41 (харчування) і з затворами транзисторів VT2 і VT5 (сигнал гетеродина) відрізками телевізійного коаксіального кабелю. На всякий випадок екранований провід, що з'єднує висновок 10 DD1 з затвором транзистори VT3, але це не обов'язково.
У пристрої можуть бути використані постійні резистори МЛТ-0,125, конденсатори - керамічні, наприклад. КТ або КМ. Конденсатори С2 - С4, C37 - C39, С42, С43 повинні мати малий ТКЕ. Оксидні конденсатори - будь-якого типу.
В якості транзисторів VT1, VT4, VT8 і VT9, крім рекомендованих на схемі, можна використовувати й інші надвисокочастотні відповідної структури та з граничною частотою більше 900 МГц, ємностями переходів не більше 2 пФ і малої постійної часу ланцюга ОС (не більше 10... 15 пс). Для транзисторів VT1 і VT4 особливо важливі значення постійної часу ланцюга ОС і коефіцієнт шуму. У разі необхідність їх заміни підійдуть КТ368, КТ3109, КТ325, КТ355, КТ372 з буквеними індексами, відповідними вказаними вище параметрами. Як VT6 і VT7 можна використовувати будь-які високочастотні відповідної структури: КТ312. КТ3102. КТ3107 з будь-якими буквеними індексами та ін. Замість К157УЛ1А (DA1 і DA3) можна використовувати К157УЛ1Б, К157УД2 (DA2) цілком замінить будь-який операційний підсилювач загального застосування, спосіб ний працювати при вказаному на схемі напрузі живлення. В якості VT2, VT3, VT5 підійдуть КП327 з іншими буквеними індексами.
Котушки L1 - L3 намотані на каркасах із зовнішнім діаметром 6 мм проводом ПЕЛ-1 0.45 мм і містять по п'ять витків. Їх індуктивність регулюється латунними подстроечником і з різьбленням М5.
При правильному монтажі і справних радиодеталях настройка приймача гранично проста. Потрібно змінним резистором R12 встановити на конденсаторі С19 напруга +4.5 Ст. а потім, обертаючи підстроєчник котушки L3. налаштувати приймач на радіостанцію, домагаючись найкращої якості звуку. При наявності перешкод, можливо, буде потрібно точніше налаштувати кордон ФНЧ подстроечниками котушок L1 і L2. Для зменшення взаємоіндукції ці котушки слід розташувати так. щоб осі були перпендикулярні.
Параметри приймача можна поліпшити. Наприклад, збільшити придушення паразитних каналів прийому на гармоніках гетеродина, застосувавши на вході приймача трехзвенный ФНЧ. Але в цьому випадку котушки фільтра бажано екранувати.
За рахунок зменшення опору резистора R13 вдається збільшити ширину смуги захоплення на звукових частотах і таким чином приблизно в два рази підвищити чутливість приймача. Але тут потрібна велика точність у налаштуванні гетеродина. На жаль, при цьому погіршується відношення сигнал/шум на виході приймача. Доведеться вибирати, що в конкретних умовах прийому більш важливо.
Автор: А. Сергєєв, р. Сасово Рязанської обл.