Как настроить укв блока

Настройка контуров детектора ЧМ

Настройка производится при подаче немодулированного сигнала от генератора на управляющую сетку последней лампы УПЧ. В качестве индикатора настройки лучше всего применить ламповый вольтметр постоянного тока, но можно использовать и высокоомный магнитоэлектрический вольтметр со шкалой на несколько вольт. Если детектор ЧМ выполнен по схеме фазового дискриминатора, то вольтметр присоединяют параллельно одному плечу нагрузки ( рис. 1, 2 к сопротивлению R2), так как выпрямленные диодами напряжения имеют в обоих плечах нагрузки встречные полярности и взаимно компенсируются.

Рис. 1. Принципиальная схема фазового дискриминатора

Рис. 2. Вариант схемы фазового дискриминатора с доп. катушкой связи L3

Если в приемнике применен дробный детектор ( рис. 3 ), то вольтметр постоянного тока присоединяют параллельно конденсатору большой емкости (С5 на рис. 3, 4 ).

Рис. 3. Принципиальная схема симметричного дробного детектора

С3 = С4 = С6 = 300 пФ; R1 = R2 = 10 кОм; R3 = R4 = 1-3 кОм.

Рис. 4. Принципиальная схема несимметричного дробного детектора

После подключения вольтметра производится настройка первичного контура. Признаком точной настройки его является максимальное показание вольтметра постоянного тока. Для настройки вторичного контура в схеме дискриминатора вольтметр переключают параллельно обоим плечам нагрузки (на рис. 1, 2 к точкам «земля» — «НЧ»). Признаком точной настройки вторичного контура является полная компенсация постоянных напряжений обоих плеч схемы, причем показания вольтметра уменьшаются до нуля.

Отклонение настройки вторичного контура в одну и другую сторону от резонанса должно приводить к появлению и увеличению постоянных напряжений противоположных знаков. Для настройки вторичного контура дробного детектора, выполненного по симметричной схеме ( рис. 3 ), вольтметр включают между землей и точкой «д». Настройка производится также по нулевому показанию вольтметра.

В случае несимметричной схемы дробного детектора ( рис. 4 ), на время настройки вторичного контура параллельно конденсатору большой емкости (С5 на рис. 4 ) присоединяют дополнительный делитель из двух равных сопротивлений для образования искусственной средней точки и вольтметр подключают, как это показано на рис. 5 . Величина сопротивлений делителя выбирается в 10-20 раз больше сопротивления R1.

Рис. 5. Включение вольтметра постоянного тока для настройки вторичного контура в схему несимметричного дробного детектора

Для достижения точной настройки поочередную подстройку первичного и вторичного контуров следует повторить 2-3 раза.

После описанной настройки колебательных контуров детектора ЧМ надо снять полученную характеристику его, причем может выясниться необходимость дополнительной регулировки. Для снятия детекторной характеристики вольтметр оставляют включенным так же, как при настройке вторичного контура, и, изменяя частоту генератора в обе стороны от точного значения промежуточной частоты, записывают (с учетом знаков) отклонения частоты и соответствующие им показания вольтметра. По полученным точкам строят график детекторной характеристики. При правильной настройке схемы детекторная характеристика должна иметь симметричный вид и ее прямолинейный участок должен охватывать полосу частот не уже 150-200 кГц ( рис. 6 ).

Рис. 6. Типичный вид детекторной характеристики

Неправильная форма детекторной характеристики чаще всего бывает связана с несимметрией вторичного колебательного контура относительно его средней точки. Несколько улучшить симметрию детекторной характеристики удается подбором сопротивлений R3 и R4 ( рис. 3, 4, 7 ).

Рис. 7. Принципиальная схема АМ-ЧМ детектора с двойным диодом

Эти сопротивления легче всего подобрать, подавая сигнал от генератора с амплитудной модуляцией и добиваясь наибольшего подавления низкочастотного сигнала на низкочастотном выходе детектора. Если прямолинейный участок детекторной характеристики имеет недостаточную протяженность (уже 150 кГц), то надо увеличить связь между катушками первичного и вторичного контуров. При чрезмерной протяженности его (более 250 кГц), напротив, надо ослабить связь между контурами.

Настройка контуров промежуточной частоты

Настройка контуров промежуточной частоты канала ЧМ может производиться при помощи генератора ЧМ колебаний (в этом случае индикатором может служить измеритель выхода, включенный на выходе усилителя низкой частоты) или при подаче немодулированного сигнала от генератора. В последнем случае индикатором служит вольтметр постоянного тока, который при отсутствии ограничительного каскада подключают так же, как при настройке первичного контура детектора, а при наличии ограничителя — параллельно цепочке R1C1 ( рис. 8 ) ограничителя.

Рис. 8. Усилитель ПЧ с ограничением

При настройке колебательных контуров промежуточной частоты в приемнике, снабженном дробным детектором, надо вращать подстроечники медленно, потому что большая постоянная времени цепи нагрузки дробного детектора придает индикатору большую инерционность и при быстрой перестройке контуров легко «проскочить» положение резонанса, не заметив его.

От полосы пропускания усилителя ПЧ частоты ЧМ канала, в сильной мере зависят нелинейные искажения при приеме на УКВ. Если полоса пропускания, измеренная на уровне 0,5, составляет менее 200 кГц, то ее следует искусственно расширить путем шунтирования колебательных контуров сопротивлениями в 10-20 кОм. Если связь в двухконтурных фильтрах выбрана сильнее критической и они обладают двугорбыми резонансными кривыми, то для настройки по максимуму контур, связанный с настраиваемым, временно шунтируют сопротивлением в 3-5 кОм.

Настройка гетеродина распадается на предварительную, в ходе которой сильно расстроенный гетеродин вгоняется в шкалу настройки независимо от регулировки прочих элементов УКВ блока, и на окончательную, осуществляемую одновременно с настройкой цепей высокочастотного сигнала. Предварительную настройку гетеродина легче всего осуществлять при помощи резонансного или гетеродинного волномера, представляющего собой точно отградуированный радиоприемник, снабженный индикатором резонанса. Связывая волномер с гетеродином, надо прежде всего обнаружить колебания гетеродина, а затем предельно ослабить между ними связь, оставляя, однако, возможность следить по волномеру за частотой колебаний гетеродина.

Вычислив для двух настроек вблизи начала и конца шкалы необходимые частоты гетеродина (на величину промежуточной частоты выше принимаемых), на эти частоты поочередно настраивают волномер и подстраивают гетеродин изменением индуктивности и емкости.

Рис. 9. Принципиальная схема односеточного преобразователя частоты с емкостной настройкой и индуктивным делителем

Если перестройка гетеродина осуществляется диамагнитным сердечником то, слегка смещая этот сердечник по оси, когда он введен в катушку, производят подстройку гетеродина на высшей частоте. Подстройку на низшей частоте в этом случае осуществляют подбором емкости гетеродинного контура.

Если настройка в УКВ блоке осуществляется при помощи конденсаторов переменной емкости, то, как обычно, подстройку на высшей частоте производят изменением начальной емкости контура, а на низшей — подстройкой индуктивности. В ходе настройки гетеродина может выясниться наличие паразитной генерации, «перескоков» частоты гетеродина или срывов генерации в какой-либо части диапазона. Эти явления легко распознаются с помощью волномера. Они обычно бывают вызваны отсутствием балансировки моста, нейтрализующего связь гетеродинного контура с высокочастотным контуром.

Практически проверить и уточнить балансировку моста, нейтрализующего связь гетеродина с УВЧ, можно, включая на выход УВЧ (к точкам 1 — «земля» на рис. 9, 10 ) высокочастотный ламповый вольтметр и добиваясь минимального просачивания напряжения гетеродина подстройкой предусмотренной для этой цели емкости. Остаточное напряжение гетеродина, проникающее в УВЧ, не должно превышать 0,2 В.

Рис. 10. Принципиальная схема односеточного преобразователя частоты с индуктивной настройкой и емкостным делителем

Признаком хорошей нейтрализации является также отсутствие влияния перестройки колебательного контура УВЧ на частоту гетеродина. После подгонки гетеродина уместно настроить колебательные контуры первого фильтра ПЧ, установленного в УКВ блоке. Для этого выход генератора сигналов, настроенного на промежуточную частоту, присоединяют через конденсатор малой емкости (не более 5 пФ) к первичному контуру фильтра. После этого возможна окончательная подстройка гетеродина и входных контуров с помощью УКВ генератора, подключенного к антенным гнездам.

Настройка высокочастотных контуров УКВ блока

УКВ генератор должен подключаться к антенным гнездам УКВ блока без нарушения согласования, т.е. его выходное сопротивление должно соответствовать используемому антенному входу приемника, а соединительный кабель должен обладать тем же волновым сопротивлением. Если эти условия удовлетворить невозможно, то надо применять соответствующее согласующее устройство, выполненное из безреактивных сопротивлений.

Рис. 11. Согласующее устройство для перехода от 75 Ом к 300 Ом

Настройка входных контуров может производиться как при немодулированном сигнале (по вольтметру постоянного тока, включенному в схеме детектора или ограничителя), так и при ЧМ сигнале (по измерителю выхода). Подстройку входных контуров осуществляют в тех же точках, в каких гетеродин сопрягается со шкалой настройки, и теми же элементами подстройки, что и гетеродин. Ввиду большой трудности полного устранения взаимного влияния настроек гетеродинного и входных контуров окончательную точную подстройку их обычно приходится вести совместно.

Рис. 12. Схема УВЧ УКВ диапазона на триоде с промежуточной заземленной точкой

При настройке УКВ блока в целом может обнаружится паразитная генерация в каскаде УВЧ. Она устраняется балансировкой соответствующей мостовой схемы путем подбора емкости нейтрализующего конденсатора С7 ( рис. 12, 13 ).

Рис. 13. Эквивалентная схема моста, нейтрализующего проходную емкость в усилителе по схеме рис. 12

В случае самовозбуждения на промежуточной частоте следует уточнить емкость конденсатора С6 ( рис. 9, 10 ).

Обычно всякая регулировка УКВ блока влияет и на настройку его контуров. Поэтому для достижения полной настройки УКВ блока описанные здесь операции часто приходится чередовать в различном порядке и повторять несколько раз. Во многих приемниках в целях упрощения конструкции входной контур УКВ блока делают неперестраиваемым. В этом случае его подстраивают на среднюю частоту УКВ диапазона.

По окончании настройки колебательных контуров УКВ канала надо внимательно прослушать работу приемника в этом диапазоне и еще раз на слух проверить отсутствие самовозбуждений, нелинейных искажений, влияние на качество приема неточной настройки на станцию.

В.К. Лабутин. «Книга радиомастера». 1964 год

Вас может заинтересовать:

Комментарии к статьям на сайте временно отключены по причине огромного количества спама.

При перепечатке материалов ссылка на первоисточник обязательна.

Источник

Простая система настройки для УКВ ЧМ приёмника

Предлагаемая аналоговая система настройки может быть встроена практически в любой УКВ ЧМ приемник. Она не содержит синтезатора частот и микропроцессора, что делает ее простой и доступной для повторения. Система обеспечивает автоматический поиск следующей станции при нажатии на кнопку “UP” или “DOWN”, затем включается система АПЧ, поддерживающая точную настройку.

В последнее время очень бурными темпами развивается ЧМ-радиовещание в диапазоне УКВ. В нашей стране вещание ведётся стазу аж в двух диапазонах: 65.8 – 73 МГц (стандарт OIRT) и 88 – 108 МГц (стандарт CCIR). Первый из этих диапазонов обычно называют «УКВ», а второй – «FM», хотя это не совсем верно: оба диапазона лежат в области ультракоротких волн, и оба они используют частотную модуляцию (ЧМ, или FM – Frequency Modulation). Основное отличие в вещании на этих диапазонах заключается в способе передачи стереосигнала. «Наш» стандарт использует систему с полярной модуляцией, а «импортный» стандарт – систему с пилот-тоном. Кроме того, отличается максимальная девиация несущей частоты: ±50 кГц и ±75 кГц соответственно.

Читайте также: Как починить кабель вга

В системе с полярной модуляцией поднесущая с частотой 31.25 кГц модулируется амплитудно разностным сигналом A-B и складывается с суммарным сигналом A+B. В результате получается полярно-модулированный сигнал. При модуляции передатчика поднесущая подавляется на 14 дБ с помощью режекторного контура с добротностью 100±5. Для декодирования такого сигнала в приемнике достаточно иметь каскад восстановления поднесущей и два диодных детектора, на выходе которых получаются сигналы левого (A) и правого (B) каналов. Таким образом, эта система изначально была ориентирована на простой стереодекодер. Однако, при попытках создать высококачественный стереодекодер проявляются некоторые недостатки системы. Прежде всего, это необходимость точного восстановления поднесущей (точно на 14 дБ и контуром с добротностью точно 100). Отклонение этих параметров ухудшает разделение стереоканалов. Кроме того, система не была ориентирована на применение синхронного детектирования, а обычный амплитудный детектор имеет повышенные нелинейные искажения. Выделение же опорной частоты для синхронного детектора из амплитудно-модулированной поднесущей затруднено.

Система с пилот-тоном [1] изначально была ориентирована на применение синхронного детектирования и суммарно-разностных (матричных) стереодекодеров. В этой системе поднесущая 38 кГц модулируется амплитудно разностным сигналом A-B. В качестве суммарного сигнала A+B в матричных стереодекодерах используется тональная часть сигнала с частотного детектора приемника. Для получения опорной частоты синхронного детектора передается специальный пилот-тон частотой 19 кГц. При модуляции передатчика пилот-тон подавляется на 20 дБ, а поднесущая подавляется полностью, остаются лишь боковые полосы. Таким образом, благодаря применению синхронного детектирования, резко снижены нелинейные искажения. Кроме того, не требуется восстановления поднесущей с высокой точностью. Система вообще малочувствительна к отклонению уровня и даже фазы поднесущей.

Система с полярной модуляцией существует лишь благодаря многочисленному парку старых радиоприемников. С течением времени она всё больше вытесняется системой с пилот-тоном.

Известно, что при стереофоническом приеме отношение сигнал/шум на выходе приемника намного хуже (на 20 дБ и более), чем при монофоническом приеме. Основной шум содержится в разностном сигнале A-B. Поэтому современные стереодекодеры для улучшения отношения сигнал/шум автоматически сужают полосу и снижают уровень сигнала A-B на входе матрицы при ухудшении условий приема. При этом вместо повышения уровня шумов несколько ухудшается разделение стереоканалов, что субъективно менее заметно [2]. Этот принцип используется, например, в тюнерах некоторых моделей автомобильных магнитол фирмы «Pioneer».

Вернемся к системе настройки приемника. В отличие от системы на основе синтезатора частот, предлагаемая система настройки может работать на любом диапазоне. Она непосредственно не привязана к какой-либо конкретной частоте приема. Благодаря тому, что система не содержит микропроцессора и переключающихся цифровых схем, отсутствуют помехи со стороны цифровой части. При этом обеспечивается наилучшее отношение сигнал/шум и максимальная чувствительность приемника. Некоторым недостатком устройства является отсутствие индикации номера принимаемой станции.

Необходимым условием для встраивания системы в приемник является наличие электронной настройки и сигнала АПЧ. Электронная настройка обычно осуществляется с помощью варикапов, на которые подают управляющее напряжение 3 – 24 В в зависимости от частоты настройки. Современные высокочастотные блоки приемников часто имеют более узкий диапазон напряжения настройки, примерно 1 – 9 В. Предлагаемая система позволяет работать с любым диапазоном напряжения настройки, нужный диапазон обеспечивается соответствующим выбором напряжения питания ОУ U4 (рис. 1). Сигнал АПЧ представляет собой постоянную составляющую выходного сигнала частотного детектора и может быть получен с помощью ФНЧ. Возможен случай, когда этот сигнал имеет обратную полярность (т.е. при расстройке по частоте вниз сигнал АПЧ увеличивается). Нужная полярность может быть получена с помощью одного ОУ, на котором следует собрать усилитель с коэффициентом передачи –1.

Рисунок 1. Принципиальная схема УКВ ЧМ приемника.

На рис. 1 показана полная схема УКВ ЧМ приемника. В качестве входного блока использован готовый блок УКВ-I-2С. Вместо него с успехом может быть применен входной блок от автомагнитолы зарубежного производства или самодельный входной блок. Нужно отметить, что любой входной блок может быть легко переделан на нужный диапазон путем замены катушек гетеродинного и входного контуров.

С выхода УКВ-блока сигнал промежуточной частоты 10.7 МГц поступает на апериодический усилитель, собранный на транзисторах VT1 – VT3. С выхода усилителя сигнал поступает на пъезокерамический полосовой фильтр F1, который формирует полосу пропускания приемника. Сигнал с выхода фильтра поступает на специализированную микросхему U1, которая содержит усилитель-ограничитель ПЧ, частотный детектор и предварительный усилитель звуковой частоты. Встроенный частотный детектор выполнен на основе балансного модулятора. Необходимый для его работы сигнал, сдвинутый по фазе относительно входного, получается с помощью колебательного контура L1C9. Добротность этого контура определяет крутизну преобразования. Необходимая добротность задана резистором R13. С выхода предварительного усилителя звуковой частоты (вывод 8) сигнал поступает на усилительный каскад на транзисторе VT5, далее – на стереодекодер. Цепочка R19C14 компенсирует неравномерность АЧХ тракта на высоких частотах. Цепи коррекции предискажений должны входить в состав стереодекодера. В качестве напряжения АПЧ используется выходное напряжение частотного детектора (вывод 10), отфильтрованное с помощью ФНЧ R23C19.

Рисунок 2. Процесс поиска станции вверх по частоте (a) и вниз по частоте (b).

Рассмотрим работу системы настройки при поиске радиостанции вверх по частоте (рис. 2a). Когда приемник не настроен на станцию, напряжение АПЧ имеет некоторое среднее значение (в данном случае около 3 В). Приблизительно такое же напряжение должно быть установлено с помощью подстроечного резистора R51 в точке +E. Для запуска процесса поиска необходимо нажать кнопку «UP». При этом триггер U5B усанавливается, а U5A – сбрасывается. На аналоговый мультиплексор U6 поступает адрес=1. Мультиплексор через резистор R31 подключает напряжение, немного меньшее, чем +E, на вход интегратора U4. Выходное напряжение интегратора, а оно является напряжением настройки, начинает увеличиваться. Вместе с ним увеличивается частота настройки приемника (участок, обозначенный стрелкой R на рис. 2a). Когда частота настройки начнет приближаться снизу к частоте несущей одной из работающих радиостанций, напряжение АПЧ уменьшается. Когда оно достигает порога, установленного подстроечным резистором R28, компаратор U3 переключается и сбрасывает оба триггера U5A и U5B. При этом на мультиплексор поступает адрес=0, мультиплексор подключает на вход интегратора напряжение АПЧ, которое осуществляет точную подстройку частоты. Напряжение на выходе интегратора (и частота настройки приемника) меняются до тех пор, пока напряжение АПЧ не станет равным напряжению +E. А это соответствует точной настройке (участок, обозначенный стрелкой AFC на рис. 2a). В это время выход компаратора находится в состоянии высокого логического уровня, что обеспечивается цепочкой гистерезиса VD3-VD5, R25-R27. Эта цепочка построена таким образом, что при срабатывании компаратора порог поднимается чуть выше напряжения +E. На рис. 2 напряжение порога компаратора обозначено Utrh.

Для поиска радиостанции вниз по частоте необходимо нажать кнопку «DOWN». При этом триггер U5B сбрасывается, а U5A – устанавливается. На аналоговый мультиплексор U6 поступает адрес=2. Мультиплексор через резистор R34 подключает напряжение, немного большее, чем +E, на вход интегратора U4. Выходное напряжение интегратора при этом начинает уменьшаться. Вместе с ним уменьшается частота настройки (участок, обозначенный стрелкой R на рис. 2b). Когда частота настройки начнет приближаться сверху к частоте несущей одной из радиостанций, напряжение АПЧ сначала увеличивается. Если компаратор U3 был до этого включен, то он выключается. Напряжение АПЧ достигает максимума, потом начинает уменьшаться, становится равным +E в момент точной настройки, затем падает дальше. Когда оно достигает установленного порога, компаратор U3 переключается и сбрасывает оба триггера. При этом мультиплексор подключает на вход интегратора напряжение АПЧ, которое возвращает напряжение настройки обратно, обеспечивая точную подстройку частоты (участок, обозначенный стрелкой AFC на рис. 2b). Если бы у компаратора отсутствовала цепочка гистерезиса, то он сбросился бы уже при точной настройке, и попытка осуществить поиск вниз привела бы к повторному захвату той же станции.

Второй канал мультиплексора U6 используется для управления светодиодами. Во время поиска вверх включается светодиод «UP», при поиске вниз – светодиод «DOWN». Когда станция найдена и работает АПЧ, горит светодиод «LOCK».

Во время поиска выходной сигнал приемника отключается (реализуется бесшумная настройка). Для этого выходное напряжение микросхемы U1 шунтируется транзистором VT4. Управляет этим транзистором каскад на VT9, который запирает VT4, когда зажигается светодиод «LOCK». Цепочка R48C21VD9 обеспечивает задержку включения сигнала на время, необходимое системе АПЧ для захвата частоты.

Регулировку системы настройки производят в следующей последовательности. Вначале следует установить нужное значение напряжения +E. Для этого заземляют вход напряжения настройки УКВ-блока и измеряют напряжение АПЧ. Такое же значение устанавливают подстроечным резистором и для +E. Если тракт ПЧ приемника реализован по-другому, то пределы регулировки +E могут оказатся недостаточными снизу. В таком случае следует установить дополнительный делитель, или вместо U2 применить подходящий стабилизатор другого типа. Затем подстроечным резистором R28 следует установить порог компаратора так, чтобы система уверенно захватывала станции. Если этот порог слишком близок к +E, то система настройки будет останавливаться от воздействия помех. Если порог слишком далек от +E, то система будет пропускать станции. Когда приемник настроен на станцию и работает АПЧ, нужно уточнить регулировку напряжения +E по наилучшему приему (этой регулировкой выводят частотный детектор на середину линейного участка).

Питается система настройки двумя напряжениями: +9 В и +30 В. Первое может лежать в пределах +5..+12 В, второе зависит от диапазона напряжения настройки примененного входного блока и может варьироваться в широких пределах. Вместо LM311 можно применить КР554СА3 или одну половинку LM393 (LM2903). TL061 можно заменить КР544УД1, КР140УД8. Отечественный аналог 4013 – К561ТМ2 или К176ТМ2, 4052 – К561КП1. Вместо транзисторов DTC144E можно применить любые маломощные n-p-n транзисторы, добавив в базовую цепь делитель из одинаковых резисторов сопротивлением 10..47 К. Тракт ПЧ можно выполнить по другой схеме или взять готовый. Главное, чтобы он обеспечивал напряжение АПЧ. Стереодекодер можно выполнить по любой схеме. Хороший стереодекодер для системы с полярной модуляцией описан в [2].

Рисунок 3. Принципиальная схема стереодекодера системы с пилот-тоном.

Выпускаются также специализированные микросхемы стереодекодеров для системы с полярной модуляцией. Есть даже микросхема двухсистемного стереодекодера К174ХА51 производства АО «Ангстрем». Для системы с пилот-тоном существует множество специализированных микросхем импортного производства. В качестве примера на рис. 3 приведена схема простого стереодекодера на основе микросхемы AN7421 фирмы «Matsushita».

1. В. Поляков. Стереофоническая система радиовещания с пилот-тоном. Радио, №4, 1992 г.
2. К. Филатов. Стереодекодер с адаптивно регулируемой полосой пропускания. Радио, №11, 1986 г.

Источник