Приемник диапазона 450-500 МГц

Автор: Сергей Петрусь aka blaze
Опубликовано 15.01.2013
Создано при помощи КотоРед.

Приемник построен по схеме супергетеродина с двойным преобразованием частоты. Он предназначен для приема узкополосной  ЧМ в диапазоне 400 - 450 МГц. Чувствительность около 0,5 мкв. Цель его создания – максимально "захватить" частоты, на которые промышленностью выпускаются ПАВ резонаторы 4ХХ МГц диапазона. Однако пределы  перестройки могут быть и другими ( см. даташит на примененный в конструкции СЧ ).

Схема классическая и особенностей не имеет.

Первая ПЧ - 45 МГц ( выбирается при программировании контроллера  ). Вторая - 455 КГц. Минимальный шаг перестройки частоты 5 кГц, максимальный 1 МГц ( выбирается при программировании контроллера ). Минимальный и максимальный пределы перестройки частоты ( 400 - 450 МГц ) задаются также на этапе программирования контроллера. Несмотря  на то, что пределы перестройки довольно широкие, шум синтезатора практически незаметен.
Правда, для этого пришлось подбирать номиналы loop фильтра СЧ и марку варикапа  довольно тщательно.
Частота гетеродина приемника ниже частоты принимаемого сигнала на величину ПЧ ( выбирается при программировании контроллера ) .
На дисплее отображаются частота и уровень принимаемого сигнала, а также уровень заряда батареи питания. Ток потребляемый  приемником на средней громкости ( УНЧ нагружен на наушники 30 Ом ) около 50 мА ( с выключенной подсветкой ).
НАСТРОЙКА.
Настройка приемника сводится в основном к "укладке" диапазона перестройки СЧ в нужные рамки.
При этом особое внимание нужно уделить тому, чтобы напряжение на варикапе оставалось бы с " запасом " приблизительно в 0,7 вольт на самой нижней частоте и на самой верхней частоте. То есть следует добиться раздвиганием витков контура гетеродина, чтобы на нижнем пределе частоты, напряжение на варикапе ( удобно измерять без вмешательства в его настройку на емкостях loop фильтра ) было бы 0,7 в, а на верхнем пределе около 3 в. Если весь блок СЧ запитать от отдельного стабилизатора 7805 ( что лучше, чем простая развязка, состоящая из 100 Ом резистора и конденсатора большой емкости, как на схеме ), то напряжение на самой высокой частоте настройки может быть 4- 4,5 в.
Экранировка блока СЧ крайне необходима. На фото блок СЧ еще без верхней крышки.
Внимание! В процессе настройки СЧ резистор 100 к, через который подается напряжение настройки на варикап был заменен на 1к ( в схеме и плате исправлено ), что благоприятно сказалось на шумовых характеристиках СЧ. Фото сделано еще до его замены.
ДЕТАЛИ.
По большей части выпаяны из отслуживших срок радиотелефонов. В том числе фильтр второй ПЧ и дискриминатор на 455 КГц.
Фильтр на 45 МГц вынут из мобильного телефона стандарта NMT.
Нагрузкой смесителя может быть, как резистор ( на схеме ), так и резонансный контур (  на фото ). На низких ПЧ 10,7 и 21,4 особой  разницы не замечено, на 45 МГц ПЧ лучшие результаты с контуром. Однако предварительную настройку удобнее производить все-таки с резистором, так как смеситель, нагруженный на контур, может самовозбудиться и ввести в заблуждение. СМД контур состоит из 15 витков, емкость, параллельная ему, 56 пф. Индуктивность не замерялась - был взят первый попавшийся под руку с количеством витков, более или менее правдоподобным для частоты 45 МГц.
Кварц на частоту  44,560 МГц  может быть заменен на 14, 850 Мгц, так как он все равно гармониковый.
Индикатор любой, 2 строчки по 16 символов на основе контроллера HD44780. Возможные нюансы - несовпадение выводов с примененным в данной конструкции.
Возможно потребуется включить вывод 3 через делитель напряжения для настройки оптимального уровня контрастности ( см даташит на индикаторы на основе HD44780 ).
У дисплея, примененного в данной конструкции, уровень контрастности оптимален, когда 3 вывод на массе.
Индикатор уровня батареи питания имеет 5 уровней.
Самый низкий уровень при 7 вольтах ( батарея разряжена ).
Самый высокий уровень при 8,2 вольтах ( батарея заряжена ). Корректируется резисторами " детектора уровня батареи ", если необходимо.
Монтаж выполнен на платах из двустороннего стеклотекстолита. Обратные стороны плат - общая шина.
EEPROM.

При программировании контроллера в его память заносятся  основные установки для правильной работы устройства.
01 1В 16  - последняя  частота  гетеродина приемника  без учета ПЧ, на которую он был настроен перед выключением питания.
Эти цифры в процессе эксплуатации будут изменяться. При следующем включении питания приемника, гетеродин установится на эту же частоту.

Рассчитывается она следующим образом.
Допустим установленные пределы перестройки приемника 400 - 450 МГц. Пределы перестройки гетеродина  без учета ПЧ будут такими. Нижний 400 - 45 = 355 МГц. Верхний 450 - 45 = 405 МГц. Следовательно, установки частоты гетеродина в первых трех ячейках памяти не должны выходить за эти пределы.
01 1В 16  соответствует частоте отображаемой на дисплее 407,350 МГц и реальной частоте гетеродина 407,350 - ПЧ ( 45 ) = 362,350.
Для вычисления значения, заносимого в память, следует частоту гетеродина разделить на шаг.
362,350 ( МГц ) : 0,005 ( МГц ) =  72470 ( Dec ) или 01 1В 16 ( Нех ). На инженерном калькуляторе число будет выглядеть как 1 1В 16. В пустой старший разряд заносим 0.
Следующие три ячейки заняты числом  01 15 58.
Это нижний предел перестройки частоты гетеродина.
Эти установки соответствуют реальной частоте гетеродина  355 МГц ( отображаемая на дисплее частота будет 400 МГц, так как прибавится ПЧ ).
Рассчитывается аналогично...
355 ( МГц ) : 0,005 ( МГц ) = 71000 ( Dec ) или 01 15 58 ( Нех ).
Установка верхнего предела перестройки гетеродина занимает следующие три адреса.

Это трехбайтное число 01 3С 68, что соответствует реальной частоте 405 МГц ( на дисплее будет 450 МГц, так как прибавится ПЧ - 45 МГц )
Для верхнего предела способ расчета такой же.
405 ( МГц ) : 0,005 ( МГц ) = 81000 ( Dec ) или 01 3С 68 ( Hex ).
Далее расположено двухбайтное число 07 D0.

Это коэффициент для опорного генератора СЧ приемника.
Кварцевый резонатор, примененный в данном случае, на частоту 10 МГц.
Коэффициент рассчитывается путем деления частоты опорного генератора на шаг.
10 ( МГц ) : 0,005 ( МГц ) = 2000 ( Dec ) или 07 D0 ( Hex ).
Следующие два байта 0F 00 - опциональные установки СЧ ( см даташит на микросхему ).

Их менять не нужно.
Последние три байта верхней строчки число 00 AF C8 - это ПЧ ( 45 МГц )

00 AF С8 ( Hex ) или 45000 ( Dec ). Соответственно, если ПЧ планируется к примеру 10,7 Мгц, то и число будет 00 29 СС ( Нех )
что в десятичном виде 10700.
Первый байт второй строки 01. Это знак ПЧ.
01 означает, что ПЧ прибавляется к частоте гетеродина для отображения на дисплее.
Если в ячейку записать 00, то ПЧ будет отниматься от частоты гетеродина.
С8 - максимальный шаг перестройки частоты.

Если, нажав вал энкодера,  провернуть его на 1 шаг, то приемник перестроится на 200 шагов сразу С8 ( Нех ) или 200 ( Dec ), что соответствует 1 МГц.
Последняя цифра, записываемая в память контроллера при программировании - коррекция нуля для S meter.

Дело в том, что даже при отсутствии сигнала, на  соответствующем выводе микросхемы УПЧ  все равно есть напряжение шумов, что приводит к показаниям S-метра "впустую". Показания можно было бы скорректировать делителем напряжения, однако такой способ отрицательно повлиял бы на масштаб и точность показаний. Да и УПЧ может быть собран на другой микросхеме, отличающейся по параметрам от ТА31136.
Величина поправки "сдвигает" шкалу влево за " пределы дисплея " на столько делений, сколько прописано в ячейке. В данном экземпляре устройства это 14 ( Нех ) или 20 ( Dec ).

Файлы:
Печатные платы
Прошивка МК

Все вопросы в Форум.