131 94 12MB
Polish Pages 129 Year 1988
ROLAND W ACŁAWEK, GRZEGORZ ZALO T BIBLIOTEKA
• MŁODEGO TECHNIKA •
Proste radioodbiorniki
Instytut Wydawniczy „Nasza Księgarnia”
> ♦ ♦- ♦ *■ * ■ f 4 * ♦ ♦ +-■* V Ф...Ц ♦ ♦ ♦
♦
♦ V v 4 %♦-# f ł »'*
?.;4f ^
4 Г* V*
ROLAND WACŁAWEK, GRZEGORZ ZALOT
Proste radioodbiorniki
Instytut Wydawniczy „Nasza Księgarnia” Warszawa 1988
Okładkę wykonał MATEUSZ GAWRYŚ Rysunki techniczne na podstawie opracowań Autorów IZABELA DANKOWSKA, DANUTA WILANOWSKA
© Copyright by Instytut Wydawniczy „Nasza Księgarnia” Warszawa 1988 4H.Sz.until.E.of.T!
CIP — Biblioteka Narodowa Wacławek Roland, Zalot Grzegorz Proste radioodbiorniki / Roland Wacławek, Grzegorz Zalot. — Warszawa: „Nasza Księgarnia” , 1988. — Biblioteka Młodego Technika
Od Autorów Oddajemy do rąk czytelników kolejną książkę z serii BMT — tym razem o prostych odbiornikach radiowych. Propozycje zawarte w kolejnych rozdzia łach powinny zadowolić najmłodszych radioamatorów, są bowiem wśród nich układy najprostsze, nie wymagające praktycznie żadnej regulacji czy kłopot liwego i skomplikowanego strojenia przy uruchamianiu. Prostota układu elektronicznego pociąga za sobą, niestety, niezbyt rewelacyjne parametry najprostszych radyjek, dlatego postanowiliśmy zamieścić także opisy ukła dów nieco bardziej skomplikowanych, trudniejszych w uruchomieniu, ale za to mających znacznie lepsze parametry. W spisach elementów, a także na schematach oraz w tekście przyjęliśmy uproszczony opis wartości elementów biernych, czyli rezystorów i kondensa torów. Polega on na pominięciu w opisie wartości tychże elementów liter oznaczających jednostki (omy, farady), a pozostawieniu litery oznaczającej mnożnik (mili, mikro, kilo itp.), przy czym litera ta może spełniać też funkcję przecinka dziesiętnego (jak w oznaczeniach napięcia diod Zenera). Ponadto przy opisie rezystorów liczba bez jakichkolwiek liter oznacza omy, natomiast w przypadku kondensatorów - mikrofarady (najczęściej spotykana jednostka pojemności). Sposób ten jest często spotykany w literaturzeszczególnie w czasopismach o tematyce elektronicznej. Oto kilka przykładów: 6k8 — rezystor o wartości 6,8 kilooma 1m5 — rezystor o wartości 1,5 megaoma 160 — rezystor o wartości 160 omów lub kondensator 160 (dla konden satora oczywiście) 120p — kondensator o pojemności 120 pF ln5 — kondensator o pojemności 1,5 nF 100/Lt — kondensator o pojemności 100 /x¥
'
1
PODSTAWOWE UKŁADY ODBIORNIKÓW RADIOWYCH
Nośnikiem informacji, czyli dźwięku, między nadajnikiem i odbiornikiem radiowym jest zmodulowana falą elektromagnetyczna. Modulacja fali polega na odpowiedniej zmianie niektórych jej parametrów w takt nadawanego dźwięku. Istnieje wiele rodzajów modulacji, lecz w radiofonii stosuje się tyl ko dwie podstawowe: modulację amplitudy (AM) i modulację częstotliwości (FM). Przyjęto umowny podział fal ną kilka zakresów (w zależności od częstotli wości fali), z których następujące znajdują zastosowanie w radiofonii: fale długie fale średnie fale krótkie fale ultrakrótkie (UKF)
- od 150 do 285 kHz - od 525 do 1605 kHz - od ok. 4 do ok. 30 MHz - od 65 do 73 MHz (OIRT) lub od 88 do 104 (108) MHz (CCIR)
Przyjęto również umownie nazywać częstotliwości akustyczne, czyli czę stotliwości dźwięku, małymi częstotliwościami (m. cz.), natomiast częstotli wość fali nośnej (odbieranej) w odbiornikach — wielkimi częstotliwościami (w. cz.) W zależności od sposobu przetwarzania sygnału z anteny wyróżniamy wiele typów odbiorników radiowych. Inaczej zbudowane są odbiorniki na fale długie czy średnie, inaczej zaś na zakres UKF, gdzie stosowany jest inny rodzaj modulacji. W kolejnych rozdziałach przedstawimy w skrócie, na czym polega modulacja amplitudy i częstotliwości oraz podstawowe rodzaje od biorników radiowych. Rodzaje emisji i sposoby detekcji sygnału M o d u l a c j a a m p l i t u d y ( A M ) , d e t e k t o r y AM Istotę modulacji amplitudy wyjaśnia rysunek 1. Przebieg wychodzący z nadajnika, czyli zmodulowaną falę nośną, określa równanie: A = AJ0+ Uma / x sin /2ттfV gdzie: U0 — początkowa amplituda fali nośnej Umсг — wartość chwilowa napięcia modulującego m. cz., przy czym I UmJ U
kondensatory foliowe (na napięcie 100 Ѵ): C3, -220 n. kondensatory elektrolityczne: С зо-47/Л бѴ , C32- 10/аЛб V, C35-47/ u/10 V, С38-220/ иЛ6 V, C41 - 10/иЛ6 V, C42 - lO/u/16 V;
C39 100 n; C34- 220/і/Іб V, Сад- 220/x/16 V,
tranzystory: T l , T2, T3 - BF194 lub BF195, BF197; diody: Dl — AAP153 lub inna germanowa ostrzowa, D2 — BB105 (z dowolnym indeksem literowym), D3 — BZP683C8V2 lub inna dioda Zenera na napięcie 8,2 V; układy scalone: US1 — UL1244 US2 — UL1496 lub odpowiedniki. Inne elementy: C6, CI4 — trymery ceramiczne 6/20 p; F! — filtr ceramiczny FCM10,7; P, — potencjometr liniowy 4,7 k/A; Gł — dowolny głośnik o impedancji 811; — elementy indukcyjne - zgodnie z opisem w tekście.
7 2«__ h _ . U
Ф4,0
0)
d)
\
46. Elementy indukcyjne superheterodynowego odbiornika UKF; a/ cewka wzmacniacza (L2), Ы cewka heterodyny (L3), d rdzeń przestrajający cewki L: i L3 (2 szt.), d/ korpus cewek L,, L4, Ls, L(, i L7 (dane L|-L4— tablica I)
I
Uzwojeni
J
\Lr
Uzwojenie U
1 1 1 1 1 1 11 1 25 mm
Kierunek wsuwania rdzenia do cewki
47. Podzialka strojenia odbiornika UKF (w skali 2 : 1)
starannym wykonaniu jest stabilny i umożliwia bardzo precyzyjne strojenie. Rdzenie połączone są z mechanizmem za pomocą przylutowanych odcinków drutu, co umożliwia wstępną regulację położenia rdzenia. W skrajnym ze wnętrznym położeniu oba rdzenie powinny wchodzić w korpus do miejsca, w którym zaczyna się uzwojenie cewki. Należy zwrócić uwagę na dobre odizo lowanie rdzenia od masy lub innych części metalowych, gdyż nawet dotknię cie rdzenia palcem powoduje obniżenie czułości lub zerwanie drgań heterodyny. Wymagany skok rdzeni wynosi około 25 mm — umożliwia to przestrajanie odbiornika od 65 do 74 Mhz, czyli pokrycie całego zakresu UKF. Zależ ność odbieranej częstotliwości od położenia rdzeni jest trochę nieliniowa odpowiednia podziałka przedstawiona jest na rysunku 47. Przy końcowym montażu należy jeszcze zwrócić uwagę na osiowe prowadzenie rdzeni w kor pusach cewek i w razie konieczności odpowiednio dogiąć druty mocujące rdzenie. Konstrukcja modelowa wykonana została w ten sposób, że zarówno me chanizm przesuwu, jak i płytka głowicy przymocowane są do jednej płytki la minatu, będącej jednocześnie podstawą i ekranem od strony druku. W takiej sytuacji ekran głowicy wykonany z blachy ma kształt korytka i przy lutowany jest do podstawy w czterech rogach. Wszystkie cewki z wyjątkiem L2 i L3 zostały nawinięte na standardowych korpusach, stosowanych w zespołach p.cz. wizji i fonii popularnych odbiorni ków telewizyjnych (Libra, Saturn, Antares itd.). Dane nawojowe tych cewek umieszczone zostały w tablicy I, a odpowiednie wymiary są na rysunku 46. Podczas nawijania tych cewek należy zwrócić uwagę na dokładne układanie poszczególnych zwojów (nie mogą one być luźne), a następnie należy zalać je kroplą kleju lub lakieru nitro. Dławik D łl wykonujemy nawijając kilka zwojów drutu na rdzeniu stoso wanym w telewizyjnych zespołach p.cz. po „wyłupaniu” go z plastikowej osłony z gwintem. Dławik Dł2 to kilkanaście zwojów na takim samym rdze niu, zalanych później klejem lub lakierem nitro. Płytka p.cz. zawiera dwa zespoły cewek: filtr wejściowy i obwód rezonan sowy demodulatora FM. Oba te zespoły należy starannie ekranować ze wzglę du na możliwość wzbudzania się wzmacniacza p.cz. W praktyce ekrany te wy starczy wykonać z paska miedzianej lub mosiężnej blachy o szerokości około 20 mm i wymiarach jak na rysunku 45 (ekran zaznaczono linią przerywaną). Podczas montażu mocujemy oba ekrany do płytki (do ścieżki masy, oczywiś cie) za pomocą krótkich odcinków drutu. Na rysunku płytki nie zaznaczono
otworów do przylutowania ekranu - należy je wywiercić podczas montażu. Ekrany powinny być połączone z masą co najmniej w kilku miejscach, najle piej w okolicach naroży. Ponadto w ekranach należy wywiercić odpowiednie otwory umożliwiające strojenie cewek. Mając już poszczególne elementy można rozpocząć montaż i uruchamia nie układu. W tym celu trzeba się będzie zaopatrzyć w jeden „specjalistycz ny” przyrząd - dobrze zestrojone fabryczne radio z zakresem UKF (lub opi sany w rozdziale 4 generator UKF). Będziemy go Używać jako generatora FM, a proces uruchamiania rozpoczniemy od wzmacniaczap.cz.. (w' t^m mo mencie powinien być uruchomiony wzmacniacz m.cz.). Pierwszy etap to oczywiście wlutowanie wszystkich elementów z wyjątkiem filtru ceramiczne go FI, zamiast którego wlutowujemy zworę. Przy okazji sprawdzamy napię cia w poszczególnych punktach zgodnie z rysunkiem 40. Rozbieżności nie po winny przekraczać 30% przy pomiarze przyrządem o oporności co najmniej 20 Ш/Ѵ. Następnie musimy dostać się do wnętrza radia-generatora — do koń cowego stopnia wzmacniacza p.cz. FM, lub do wejścia detektora stosunkowe go (czyli miejsca, gdzie dostępny jest sygnał p.cz. o największej amplitudzie). Pomocny będzie w tym schemat ideowy lub trochę doświadczenia i wyczucia. W przypadku wzmacniacza p.cz. na tranzystorach interesuje nas kolektor ostatniego tranzystora tego wzmacniacza. Do tego punktu dolutowujemy od cinek izolowanego przewodu długości 10-15 cm. Nieco krótszy odcinek prze wodu przylutowujemy do wyprowadzania nr 14 US1 (ok. 5-10 cm) i skręca my go (kilka skrętów) z przewodem podłączonym do radia. (Przy stosowaniu generatora sygnałowego FM ustawiamy go na częstotliwość pośrednią — patrz rozdział 4)‘. Kręcąc rdzeniem cewki L7 staramy się dostroić nasze wzor cowe radio do dowolnej stacji i odebrać tę samą stację na naszym odbiorniku, przy ustawieniu odpowiedniej siły głosu potencjometrem P,. Jeżeli odbiór jest bardzo słaby, dostrajamy też cewkę L6. Po uzyskaniu dźwięku w głośniku (powinien być czysty, bez szumów) kontrolujemy napięcie na wyprowadzeniu 12 US1 — raz przy zwarciu ze sobą obu końców cewki L7, a potem po usunię ciu zwory. Napięcia te powinny być równe przy właściwym dostrojeniu cew ki L7 („zero” detektora FM). W razie konieczności korygujemy dostrojenie zwracając uwagę na to, aby nasze radio-generator było w tym momencie do kładnie dostrojone do odbieranej stacji. Etap następny to przelutowanie krótkiego przewodu z wyprowadzenia 14 US1 na wejście całego wzmacniacza p.cz. — stroimy teraz filtr wejściowy. Wskazane przy tym jest zmniejszenie sprzężenia z radiem poprzez słabsze skręcenie obu przewodów. Stroimy rdzeniami cewek L6 i L5 (cewka L5 ma mniejszy wpływ na czułość odbiornika) na maksimum czystego odbioru. Do kładne zestrojenie wymaga bardzo słabego sprzężenia radia z wzmacniaczem p.cz. — można nawet odsunąć nieco radio zostawiając przylutowaną małą „antenkę” (usuwamy skręcenie przewodów). Wskazane jest teraz powtórne sprawdzenie dostrojenia cewki L^, najlepiej za pomocą scyloskopu z wejś ciem stałoprądowym, który umożliwia szybką ocenę napięcia na wyprowa dzeniu 12 oraz poziomu szumów, czyli pośrednio zestrojenia filtrów. Rdzenie cewek po tej operacji powinny być w średnim położeniu. W przeciwnym ra-
zie trzeba skontrolować poprawność nawinięcia cewek oraz kondensatory wchodzące w skład obwodów rezonansowych. Czułość całego toru p.cz. po winna być taka, że przy dotknięciu wejścia palcem usłyszymy w głośniku za kłócenia pochodzące od radiostacji krótkofalowych, a po zbliżeniu „antenki” z radia — wyraźny dźwięk audycji. Teraz można przejść do zestrojenia głowicy. W tym celu jej wyjście łączy my z wejściem wzmacniacza p.cz. za pomocą przewodu ekranowanego długo ści nie przekraczającej 15 cm, a do wejścia antenowego dołączamy dość dłu gą antenę (1-2 m). Należy też podłączyć zasilanie +8,2 V. Pierwszym etapem jest zestrojenie heterodyny. W tym celu ustawiamy rdzenie w położeniu od powiadającym jakiejś silnej lokalnej stacji (korzystamy z innego radia i podziałki z rys. 47) i strojąc trymerem C14 staramy się odebrać tę stację. Szeroki zakres regulacji wymaga tu dużej precyzji strojenia. Jeżeli okaże się to kło potliwe (nie ma nawet bardzo słabego odbioru), należy skontrolować napię cia w charakterystycznych punktach głowicy (rys. 39), a w szczególności spra wdzić, czy wzbudza się heterodyna. Wykonujemy to w ten sposób, że do bazy T2 dołączamy przez rezystor 10 kfl woltomierz i sprawdzamy, czy po do tknięciu palcem cewki L3 zmieni się napięcie w tym punkcie (wzrośnie o uła mek wolta). Zmiana świadczy o tym, że heterodyna pracuje poprawnie (po dotknięciu cewki palcem następuje zerwanie drgań). W przeciwnym przypad ku trzeba sprawdzić poszczególne elementy, a przede wszystkim tranzystor i kondensatory ceramiczne lub samą cewkę z rdzeniem (musi on być odizolo wany!). Jeżeli już dostroiliśmy się do naszej stacji, stroimy trymerem C6 oraz rdzeniem cewki L4 na najlepszy odbiór. Obwód wejściowy Ц С 2 w zasadzie nie musi być strojony (rdzeń wkręcamy tak, aby nie wystawał z karkasu), ewentualnie w późniejszym etapie stroimy go przy odbiorze słabszych stacji. Teraz pozostaje tylko dokładne zestrojenie obwodów L4 i L6 na maksimum sygnału (minimum szumów) przy odbiorze słabych stacji lub przy znacznie skróconej antenie. Na dobrą sprawę głowica w ekranie odbiera lokalne stacje UKF nawet bez anteny! Dostrajamy także obwód wzmacniacza w.cz. (trymer C6) — również przy odbiorze słabej stacji na minimum szumów. Po prawidło wym zestrojeniu odbiornik umożliwia niezawodny odbiór nie tylko lokalnych stacji, ale także kilku innych (przykładowo w okolicach Katowic odbieranych jest w sprzyjających warunkach 9 programów polskich i 10 - 12 czeskich — dla wersji z filtrem ceramicznym). Jeżeli wynik próby jest zadowalający, mo żemy wmontować filtr ceramiczny F, (o ile uda się go zdobyć). Teraz musimy niestety przeprowadzić korektę zestrojenia toru p.cz. (a raczej jego dostroje nie do częstotliwości nieprzestrajalnego przecież filtru ceramicznego). W tym celu dostrajamy się do jakiejś stacji (najlepiej niezbyt mocnej lub przy skró conej antenie). Najpierw dostrajamy cewkę L7, kontrolując napięcie na wy prowadzeniu 12 US1 zgodnie z zamieszczonym wcześniej opisem. Następnie stroimy na minimum szumów cewki L6 - L4 (w takiej kolejności), po czym cały proces powtarzamy kilkakrotnie, kontrolując każdorazowo dostrojenie do danej stacji pokrętłem strojenia w mechanizme przesuwu rdzeni. Dobrze jest też na koniec sprawdzić zestrojenie głowicy. Efekty powinny być całkiem ’Ь г’е (wspomniane 20 stacji odbieranych w okolicy Katowic). Można także
pomyśleć o podłączeniu lepszego wzmacniacza lub stereodekodera opisanego w następnym rozdziale. Odbiornik wyposażyć można w układ ARCz (odłączalny). W tym celu na leży wlutować elementy C19, D2, R9, C20, Rio, R26, C42, R27 i odpowiedni przełącznik (rys. 40 i 41). Przy uruchamianiu należy tak dobrać rezystor R27 (około 270 k), aby przy optymalnym dostrojeniu napięcie na nim było równe napięciu na wyprowadzeniu 4 US1. Ponadto należy skorygować zestrojenie obwodu heterodyny trymerem C14, aby zachowana była zgodność odbieranej częstotliwości ze wskazywaną na podziałce (rys. 47). Gdyby okazało się, że zakres „trzymania” ARCz jest za mały, należy zwiększyć wartość pojemności C19 do 10 p. Wszystkie te czynności można wykonać jednak dopiero po peł nym zestrojeniu odbiornika bez układów ARCz. Rysunek 48 przedstawia
b)
sposób podłączenia gniazdka do nagrywania na magnetofon. Układ a) stosu jemy wtedy, gdy nie dołączamy do radia stereodekodera; układ b) pozwala na jego dołączanie (kondensator deemfazy nie jest podłączony bezpośrednio do wyprowadzenia 12 US1). Jeżeli jednak zdecydujemy się na wykonanie ste reodekodera, gniazdko to lepiej dołączyć do jego wyjścia (dostępny będzie sygnał stereo). Kilka słów na temat montażu. Całość zmontowana jest na dwóch płyt kach drukowanych, które powinny być wykonane bardzo starannie — najle piej z laminatu papierowego, lecz można zastosować także laminat epoksydo wo-szklany. Poszczególne elementy (rezystory, kondensatory itp.) nie po winny być zbyt duże, szczególnie w głowicy UKF. Ponadto wszystkie elemen ty należy sprawdzić przed wlutowaniem, co pozwoli na uniknięcie kłopotów przy uruchamianiu radia. Rdzenie cewek powinny być wkręcone przy jedno czesnym włożeniu cienkiej gumki w celu zabezpieczenia ich przed obraca niem się w czasie eksploatacji radia. Dekoder stereofoniczny Każdy chyba fonoamator pragnie mieć stereofoniczny odbiornik UKF. Ze względu jednak na dość wysoką cenę jego zakup dla większości młodych lu dzi pozostaje w sferze marzeń. Można jednak samodzielnie wykonać stosun kowo prosty stereodekoder, licząc się z nieco gorszymi parametrami, oraz po dłączyć go zarówno do średniej klasy odbiornika UKF (np. Jowita, Jubilat, niektóre radiomagnetofony), jak też i do odbiornika UKF opisanego w po przednim rozdziale. Pogorszenie parametrów w stosunku do fabrycznych od biorników stereo dotyczy przede wszystkim gorszej separacji kanałów i nieco wyższego poziomu szumów, co wynika ze znacznie większych wymagań sta wianych głowicy i wzmacniaczowi p.cz. odbiornika stereofonicznego. Do nie dawna samodzielne wykonanie stereodekodera było w warunkach amators kie i praktycznie niemożliwe ze względu na bardzo kłopotliwe strojenie. Dia metralnie zmieniło sytuację opracowanie nowoczesnych detektorów PLL nie wymagających praktycznie strojenia (jest tylko jeden potencjometr). Opisa ny niżej układ wykorzystuje krajowy element UL 1621 — dodatkowy przedwzmacniacz oraz układ filtrów umożliwiają podłączenie dekodera prak tycznie do każdego odbiornika UKF oraz dołączenie magnetofonu stereofo nicznego. Przedstawiony stereodekoder można wykonać niezależnie od odbiornika UKF przedstawionego w poprzednim rozdziale. Stąd też opis jego podłącze nia podany jest pod kątem odpowiedniej adaptacji standardowego odbiorni ka UKF średniej klasy. Jest to o tyle wskazane, że wykonanie stereodekode ra jest znacznie łatwiejsze niż odbiornika UKF z poprzedniego rozdziału. Schemat ideowy stereodekodera przedstawiony jest na rysunku 49. Tranzy story T l i T2 tworzą układ przedwzmacniacza o dużej częstotliwości granicznej i bardzo małych zniekształceniach. Ujemne sprzężenie zwrotne, określone stosunkiem rezystancji R6 i R3, ustala wzmocnienie układu — dla danych
oWY L
o
WY P
о + 12 V
jak na schemacie wynosi ono 2, przy czym można je zmieniać poprzez dobór rezystora R3 (będzie to opisane we fragmencie dotyczącym podłączenia deko dera do odbiornika radiowego). Potencjometr Pb umieszczony w obwodzie generatora PLL, umożliwia doregulowanie jego częstotliwości (228 kHz) tak, aby mogła nastąpić synchronizacja. Częstotliwość drgań zależna jest także od wartości pojemności C12. Jej tolerancja nie powinna przekraczać 10%. Układ scalony UL 1621 umożliwia płynną regulację tzw. bazy, czyli przesłuchu mię dzy kanałami, dzięki czemu możliwe jest płynne przejście od mono do pełne go stereo. Taka regulacja jest czasami potrzebna przy odbiorze słabszych sta cji, gdyż umożliwia zredukowanie poziomu szumów przy zachowaniu, osła bionego oczywiście, efektu stereo. Funkcję regulacji bazy spełnia potencjo metr P2 wraz z kilkoma elementami biernymi — zmienia on wartość napięcia na wyprowadzeniu 11 układu scalonego. Tranzystor T3 spełnia przy tym rolę sterownika diody sygnalizującej odbiór sygnału stereofonicznego. Przy stop niowym przechodzeniu od stereo do mono dioda ta powoli gaśnie. Wyjścia kanału L i P dostępne są na wyprowadzeniach 4 i 5 układu scalo nego — rezystor 5kl i kondensatory 10 n wprowadzają deemfazę sygnału m.cz. Sygnał na tychże wyjściach zawiera jeszcze szczątkowe pozostałości podnośnej 38 kHz, które przy nagrywaniu na magnetofon mogłyby interferować z napięciem prądu podkładu powodując nieprzyjemne gwizdy — dlatego też wprowadzono dodatkowe filtry dolnoprzepustowe, tłumiące częstotliwości powyżej 15 kHz. Konstrukcje fabryczne zawierają obwody LC z cewkami wyjconanymi na rdzeniach kubkowych, wymagającymi strojenia przy urucha mianiu, natomiast proponowane rozwiązanie z filtrami aktywnymi RC nie wymaga strojenia. Rekompensuje to nieco gorsze parametry tłumieniowe ta kich filtrów. Przeprowadzone próby nagrywania na magnetofon stereofonicz ny wysokiej klasy pozwalają stwierdzić, że tłumienie zastosowanych filtrów jest w praktyce zupełnie wystarczające. Układ stereodekodera zasilany jest napięciem 12 V, które musi być stabi lizowane przynajmniej diodą Zenera. Pobór prądu nie przekracza 60 mA (przy załączonej diodzie STEREO), wystarczy zatem najprostszy stabilizator wtórnikowy (tranzystor + dioda Zenera). Układ stereodekodera zmontowany został na płytce drukowanej (rys. 50 i 51). Układ scalony można umieścić na podstawce, aby uniknąć jego ewentua lnego przegrzania przy lutowaniu. Po starannym zmontowaniu płytki może my przystąpić do jej uruchomienia, czyli podłączenia do odbiornika UKF. Dołączenie stereodekodera do odbiornika UKF z poprzedniego rozdziału nie wymaga wprowadzenia dodatkowych zmian, lecz w przypadku fabryczne go odbiornika mono trzeba będzie dokonać kilku zmian w detektorze FM tak, aby na jego wyjściu dostępny był nie zniekształcony zespolony sygnał ste reofoniczny (czyli tzw. МРХ). Rysunek 52 przedstawia najczęściej stosowane układy detektora stosunkowego, przy czym różnice dotyczą właściwie tylko wartości elementów i ewentualnie stosowania potencjometru do optymalizacji tłumienia modulacji amplitudy. Kondensatory wyróżnione na tych rysunkach mają podwójne zadanie: po pierwsze, filtrują sygnał p.cz. o częstotliwości 10,7 MHz, a po drugie, wprowadzają tzw. deemfazę, czyli osłabienie syg-
Spis elementów rezystory (wszystkie o mocy 0,25 W): Ri -1 0 0 k, R 6- l k , R„-100, Ri6~ lk6, R 21 - 22 k, R 26- 2 2 k.
R 2 -100 k, R 7- l k , R 12-5kl, R i7 — 36, R 22- 2 2 k, R 27- 2 2 k.
R 3- l k , R 8- 160, R 13-5kl, Ris-680, R 23 - 3k4, R 2g — 3k3;
R4— 2k2, R9- 1 k, R14-3k3, R)9- 100 k, R24-100 k,
R5 - 56, R io - 12 k, R ,s-330, R20- 100 k, R2S- lOOk,
kondensatory elektrolityczne: Сг-ІОО/іЛбѴ, C14- lp/25 V,
C4-100/w6,3 V, С п-Ю /іЛ бУ ,
С5- 1 /і/25Ѵ, Ci8- \p/25 V,
С13-100/Л 6Ѵ , 0 ,,-ІО /Л б Ѵ ;
kondensatory ceramiczne: C3-1 0 n,
C12-220 p ± 10%, C16- 150 p,
C20 —150 p;
kondensatory foliowe (wszystkie na napięcie 100 V): C, - 220 n, C10—10 П ,
C6- 100 n, Сц —10 П ,
C7-470 n, Cj5—І П ,
Cg-2 2 0 n , Cjg —1 n ;
Cg- 220 n,
tranzystory: T l, T3, T4, T5 — BC108, BC148 lub odpowiedniki, T2 — BC178, BC158 lub odpowiedniki; diody: D l — AAP153 lub inna germanowa ostrzowa, D2 — dowolna LED; potencjometry: PI — montażowy 4k7 pionowy typu ТѴР, P2 — 10 k liniowy; układ scalony: US — UL1621; dodatkowe inne elementy, konieczne przy zmianach w odbiorniku radiowym, zgodnie z opisem. 51. Płytka drukowana stereodekodera
Wymiary : 75 * 75 mm
С)
52. Fragmenty układów detektora FM odbiorników mono i stereo
nałów o częstotliwościach powyżej 3 kHz (odpowiadającą tzw. preemfazie, czyli uwypukleniu wyższych częstotliwości po stronie nadajnika — dzięki temu można znacznie zmniejszyć poziom szumów, szczególnie przy odbiorze słabszych stacji). Niestety, zespolony sygnał stereofoniczny zajmuje pasmo aż do 53 kHz — wprowadzenie zatem takiej deemfazy osłabiłoby górne czę stotliwości ponad 10 razy, co oczywiście uniemożliwia prawidłowe wydziele nie sygnałów kanału lewego i prawego. Konieczne jest zatem znaczne zmniejszenie wartości odpowiednich pojemności tak, aby nie wprowadzały one tłumienia i zniekształceń fazowych dla częstotliwości do okoła 55 kHz. Rysunek 52b przedstawia fragment detektora odbiornika Julia Stereo — po jemności filtrujące są minimalne (100 p), nie ma także kondensatora deemfa zy (2,2 n). A zatem przeróbka naszego odbiornika mono jest dość prosta: kondensatory filtrujące o pojemności 1 n zamieniamy na 100 p (najlepiej ce ramiczne), a kondensator deemfazy po prostu usuwamy. Rysunek 52c przedstawia sposób uzyskania sygnału МРХ w przypadku, gdy odbiornik wyposażony jest w scalony wzmacniacz typu UL1244 (czyli
taki, jak odbiornik UKF z poprzedniego rozdziału) lub UL1242. Praktycznie należy jedynie zwrócić uwagę na wartości pojemności filtrujących (100 p). W odbiorniku monofonicznym może być w tym miejscu kondensator deemfazy o pojemności rzędu kilkudziesięciu n — należy go wtedy usunąć i wlutować kondensator 100 p. Zmiana odpowiednich pojemności to jeszcze nie koniec prac regulacyj nych. Teraz trzeba ustalić wzmocnienie przedwzmacniacza stereodekodera (nie dotyczy to podłączenia stereodekodera do odbiornika UKF z poprzed niego rozdziału) tak, aby zapewnić odpowiednie wysterowanie układu UL1621. Minimalne napięcie tzw. pilota gwarantujące poprawną pracę ukła du wynosi 25 mV, co odpowiada napięciu МРХ 250 mV (wartości skutecznej). Większość detektorów charakteryzuje się napięciami wyjściowymi od 150 do 200 mV. Przyjmując zatem napięcie wejściowe stereodekodera 350 mV (czyli z koniecznym zapasem), otrzymujemy wartość wzmocnienia około 2 — dla ta kiej wartości dobrano elementy przedwzmacniacza. Może się jednak okazać konieczne, w przypadku niektórych mniej popularnych odbiorników (lub pro dukcji zagranicznej), dobranie innej wartości tego wzmocnienia. Najłatwiej można to zrobić za pomocą oscyloskopu. Wartość międzyszczytowa napięcia na kolektorze T2 powinna wynosić około I V — oczywiście w chwilach nada wania głośnej muzyki lub mowy. W przypadku zbyt małej wartości napięcia w tym punkcie (może to spowodować niewłączenie pracy STEREO) zmniejsza my odpowiednio wartość rezystora R3, w przeciwnym — zwiększamy ją. Jeżeli mamy już ten etap za sobą (cały czas należy pamiętać o odpowied nim zasilaniu: +12 V stabilizowane), to dostrajamy nasz odbiornik z podłą czonym już stereodekoderem do stacji nadającej program stereofoniczny i przy potencjometrze P2 w położeniu STEREO (suwak do + zasilania) kon trolujemy wskaźnik stereo — diodę D2. Powinna się ona zaświecić po ewen tualnym doregulowaniu potencjometru P4. Jeżeli to się nie uda, kontroluje my wartości elementów C 12 i Rio, ewentualnie zmieniamy w niewielkim za kresie wartość pojemności C,2 (montujemy kondensator 180 lub 270 p) — być może rozrzut parametrów układu scalonego nie jest rekompensowany za kresem regulacji przez potencjometr P^ Jeżeli i to nie pomoże, wtedy kon trolujemy wzbudzanie się generatora PLL. W tym celu podłączamy oscylos kop do rezystora R n (do tego on właśnie służy) — powinniśmy zaobserwo wać napięcie o przebiegu w przybliżeniu piłoksztaltnym i amplitudzie około 40 mV z nałożonymi krótkimi pikami o wartości około 1,5 V. Częstotliwość przebiegu powinna wynosić około 228 kHz. Jeżeli parametry przebiegu od biegają od podanych, mimo sprawdzenia elementów, to prawdopodobnie uszkodzony jest układ scalony — przy próbach modelu zdarzyła się właśnie taka sytuacja. Po doregulowaniu potencjometru P] możemy już do wyjść stereodekode ra dołączyć dowolny wzmacniacz o czułości około 300 mV — taką wartość ma napięcie wyjściowe. Magnetofon dołączony przez dzielnik obniżający na pięcie 50 razy (rys. 53) — rezystory 47 k i 1 k, kanał lewy do nóżki 1, prawy do 4 standardowego gniazdka 5-stykowego. Do nóżki 2 tego gniazdka dołą czamy masę, a do nóżek 3 i 5 poprzez rezystory 47 k odpowiednio wyjścia ka-
nału L i P ze stereodekodera. Jest to połączenie umożliwiające dołączenie wzmacniacza stereofonicznego. Jeszcze kilka uwag dotyczących odbioru programów stereo za pomocą od biornika z dobudowanym stereodekoderem. Ze względu na fakt, że sygnał (L-P) zajmuje w zespolonym sygnale stereofonicznym częstotliwości od 23 do 55 kHz, jak również brak deemfazy sygnału МРХ, przy odbiorze nawet stosunkowo silnych stacji, dających bardzo dobry odbiór mono, odbiór audy cji stereo może być zakłócony znacznymi szumami — po prostu udział szu mów na wyjściu detektora FM rośnie wraz ze wzrostem częstotliwości. Nale ży zatem dążyć do tego, aby sygnał na wejściu odbiornika był jak najsilniej szy (duża antena) oraz by odbiornik ten miał jak najlepszą czułość — może być konieczne jego bardzo staranne zestrojenie (wzmacniacz p.cz. i obwody głowicy). Montowanie stereodekodera w odbiorniku, który już przy odbiorze mono na skróconej do około 1/4 antenie nie zapewnia naprawdę dobrego od bioru, jest bezcelowe — odbiór stereo będzie zakłócony dużymi szumami. I jeszcze jedna uwaga. Filtry ceramiczne stosowane w torach p.cz. odbior ników UKF znacznie poprawiają ich selektywność, lecz pewnemu pogorsze niu może ulec tłumienie przesłuchu między kanałami L i P. Należałoby więc stosować specjalne selekcjonowane filtry do odbiorników stereo. Niestety, są one trudno osiągalne. Przeprowadzone próby wykazują jednak, że stosowa nie normalnych filtrów FCM10,7 powoduje wprawdzie słyszalne pogorszenie tłumienia, lecz wrażenie odsłuchu stereo jest tylko nieznacznie osłabione. Wynika to z dość dużej tolerancji ucha ludzkiego.
4
PRZYRZĄDY UŁATWIAJĄCE STROJENIE 1REGULACJĘ ODBIORNIKA
Do uruchomienia odbiorników opisanych w poprzednich rozdziałach nie są potrzebne skomplikowane przyrządy — konieczny jest jedynie dość dobry miernik uniwersalny i zasilacz, który zresztą można zastąpić odpowiednią ba terią (przykłady zasilaczy stabilizowanych przedstawimy w następnym roz dziale). Znacznym ułatwieniem przy uruchamianiu i strojeniu opisanych układów byłaby możliwość skorzystania z oscyloskopu czy generatora sygna łowego AM i FM, bardzo przydatne są również różnego rodzaju szukacze sy gnału, pomagające stosunkowo szybko odnaleźć uszkodzony element czy przerwane połączenie. Oscyloskop jest niestety urządzeniem bardzo skompli kowanym i początkujący radioamator może jedynie liczyć na jego wypoży czenie lub skorzystanie z niego na przykład w szkolnej pracowni. Jednak sto sunkowo łatwe jest wykonanie prostego generatora sygnałowego, znacznie ułatwiającego strojenie odbiorników, szczególnie na zakres UKF (dotyczy to przede wszystkim superheterodynowego odbiornika UKF z rozdziału 3). Przedstawimy teraz opis konstrukcji prostych generatorów AM i FM oraz prostego szukacza sygnału, który może być przydatny także przy uruchamia niu czy naprawie innych układów. Generator sygnałowy UKF FM Zaczniemy od generatora UKF, gdyż jest on znacznie bardziej potrzebny od generatora AM. Przy uruchamianiu superheterodynowego odbiornika UKF wykorzystywaliśmy na pewnym etapie fabryczny odbiornik UKF. Jest to dość wygodne, lecz narażone na sprzeciw rodziców, którzy z obawą będą patrzeć na rozkręcanie działającego jeszcze radia. Wykonanie więc opisane go poniżej generatora FM uwolni nas od tych kłopotów kosztem stosunkowo niewielkiego nakładu pracy. Zestrojenie generatora przeprowadzamy za po mocą normalnego odbiornika z zakresem UKF. Zwróćmy uwagę na fakt, że prawidłowe zestrojenie głowicy UKF w przy padku, gdy odległość do nadajnika przekracza 20-30 km (czyli docierający sygnał jest już bardzo słaby), jest prawie niemożliwe lub co najmniej praco chłonne, gdyż wymaga przeprowadzenia wielu prób. Zastosowanie prostego generatora sygnałowego, dającego przecież znacznie silniejszy sygnał, i to znanej częstotliwości (możemy w charakterze częstościomierza zastosować fabryczne radio UKF), znacznie ułatwia i przyspiesza proces strojenia, a w niektórych przypadkach w ogóle go umożliwia. Jest to zatem jeszcze jeden argument przemawiający za wykonaniem tej stosunkowo prostej konstrukcji.
o + 12 V
Schemat ideowy generatora przedstawiony jest na rysunku 54. Tranzystor Tl pracuje w układzie generatora napięcia sinusoidalnego — generację drgań o częstotliwości około 1 kHz zapewnia trójczłonowy przesuwnik fazy zawie rający trzy identyczne ogniwa 10 k 6n8. Napięcie z kolektora T l podawane jest przez pojemność oddzielającą składową stałą i dzielnik napięciowy 1 : 10 na diodę pojemnościową spełniającą funkcję modulatora częstotliwości. Ge nerator w.cz. pracuje w układzie Colpittsa z tranzystorem T2 — przestrajanie częstotliwości odbywa się za pomocą trymera powietrznego (lub innego, np. ceramicznego) o pojemności 6 - 27 p. Częstotliwość tę można zmieniać od około 65 do 75 MHz, czyli praktycz nie przez cały zakres UKF. Po zmianie cewki możliwe jest strojenie obwo dów p.cz. na częstotliwości 10,7 MHz, co niestety związane jest ze zmniejszo ną dewiacją (w stosunku do wartości nominalnej 50 kHz), lecz nie ma to większego wpływu na proces strojenia. Tranzystor T3 spełnia funkcję wtórni ka separującego układ generatora od obciążenia, dzięki czemu otrzymuje się dość dobrą stałość częstotliwości. Układ generatora zmontowany został na płytce drukowanej (rys. 55 i 56). Uruchomienie rozpoczynamy od sprawdzenia generatora m.cz. na tranzysto rze T l. Oczywiście najlepiej przeprowadzić to za pomocą oscyloskopu. Ge nerowanie drgań m.cz. można jednak stwierdzić podłączając dowolny wzma cniacz m.cz. do kolektora Tl przez rezystor 47 k — w głośniku powinien po jawić się „czysty” dźwięk o częstotliwości około 1000 Hz. Jeżeli stwierdzimy, że generator m.cz. nie wzbudza się, to poza sprawdzeniem napięć w poszcze gólnych punktach, należy skontrolować elementy odpowiedzialne za genero wanie drgań, czyli przede wszystkim elementy przesuwnika fazowego. Przy czyna niewzbudzenia się drgań może ponadto tkwić w zbyt dużej wartości re zystora w emiterze T l (na schemacie oznaczony gwiazdką) — w razie konie czności można zmniejszyć jego wartość pamiętając jednak, że nadmierne jej zmniejszenie prowadzi do powstania zniekształceń nieliniowych napięcia na kolektorze T l, na skutek zbyt dużego wzmocnienia stopnia z tranzystorem T l. Przy stosowaniu tranzystorów o wzmocnieniu prądowym powyżej 200 sy tuacja taka nie powinna wystąpić. Następną operacją jest wlutowanie elementów generatora w.cz. W tym miejscu należy zwrócić uwagę na dokładne wykonanie cewek zgodnie z rysu nkiem 57 — odpowiednia dokładność zagwarantuje nam, że częstotliwość pracy układu będzie można płynnie przestrajać od 65 do 75 MHz bez konie czności dobierania innych elementów.Po zamontowaniu w układzie cewki oznaczonej na rysunku 57 numerem I sprawdzamy poprawność pracy genera tora podłączając do wyjścia w.cz. antenę dowolnego odbiornika UKF. Przy ustawianiu trymera w położeniu środkowym powinniśmy w pewnym miejscu skali (w okolicach jej środka) odebrać sygnał z naszego generatora — powi nien to być czysty dźwięk o częstotliwości około 1000 Hz. Jeżeli nie uda się tego osiągnąć, to trzeba raz jeszcze spróbować przy innym ustawieniu tryme ra. Jeżeli znowu nie odbierzemy sygnału za pomocą radio-próbnika, to być może nie następuje wzbudzanie drgań w.cz. Może to być skutkiem zastoso wania niesprawnych elementów bądź też niewłaściwego wykonania cewki.
Wymiary 40» 100 mm 55. Płytka drukowana generatora FM
WY FM'
56. Schemat montażowy generatora FM
Spis elementów rezystory (wszystkie o mocy 0,25 W): R i, R2, Rt? R5, Rn —Ю k, R3, R8 —47 k, R^ —47 (patrz str.76), R7 —2k4, R9, R )5 —100, Rł0 —4k7, R12, R13, R14—3k3; kondensatory: C! - 68 n, C2, C3, C4, C6 - 6n8, C5 - l n , Cv - 47/Л0.Ѵ, C8- 5pl, C9, C12 - 47 p, C|q—3n3 (musi być ceramiczny), Cu - 6p8, C13 - 47 n (musi być ceramiczny), C14- trymer powietrzny 3,5 - 27 p lub inny o pojemności 6 - 25 p; dioda pojemnościowa D) - BB105; tranzystory: Tl - BC238 B lub C, BD148 B lub C, lub odpowiedniki, T2, T3 - BF194, BF197 lub odpowiedniki, cewka L - według rys. 57.
II
5 zwojów
30 zwojów
Drut miedziany 0,6 Cewka powietrzna 57. Cewki generatora sygnałowego UKF FM
(polietylen lub tp.)
Wzbudzenie drgań najłatwiej stwierdzić za pomocą woltomierza podłączone go do bazy T2 przez rezystor 47 k. Przy dotykaniu cewki generatora ręką (co powoduje zerwanie drgań) napięcie na bazie powinno nieco wzrosnąć. Ostat nią deską ratunku przy trudnościach z uruchomieniem generatora jest dokła dne sprawdzenie zastosowanych elementów, a w szczególności tranzystorów i kondensatorów ceramicznych. Należy ponadto pamiętać, że wydłużenie cew ki lub zmniejszenie jej średnicy powoduje zwiększenie częstotliwości pracy generatora , natomiast skrócenie cewki i zwiększenie jej średnicy odwrotnie — wskazówka ta może się przydać przy ewentualnej korekcji zakresu przestrajania generatora (trymer powinien umożliwiać przestrajanie częstotliwoś ci generatora w zakresie odpowiadającym pełnej skali odbiornika). Kilka słów dotyczących zastosowanego trymera (na schemacie oznaczony gwiazdką). W modelu zastosowano trymer powietrzny 6 - 2 7 p, który dzięki temu, że rotor porusza się na śrubie o długim skoku, umożliwia precyzyjne strojenie. Można oczywiście zastosować dowolny trymer o zbliżonej zmianie pojemności, np. 6 - 25 p, co najwyżej do strojenia wymagany będzie śrubo kręt (trzeba też trochę zmienić rozkład ścieżek na płytce drukowanej). Pięciozwojowa cewka oznaczona na rys. 57 numerem I umożliwia prze strajanie generatora przez cały zakres UKF. Po wymianie jej na cewkę II (rys. 57) można układ wykorzystać w charakterze źródła zmodulowanej czę stotliwości 10,7 MHz. W tym celu po wymianie cewki dostrajamy nasz gene rator do tejże częstotliwości, wykorzystując znowu fabryczne, dobrze zestro jone radio. W większości przypadków sygnał z generatora wystarczy podłą czyć przez antenę odbiornika, lepiej jednak byłoby dołączyć się do wejścia wzmacniacza p.cz. Możliwość przestrajania generatora w okolicach 10,7 MHz jest szczegól nie przydatne przy zestrajaniu wzmacniacza p.cz. z filtrami ceramicznymi, gdyż częstotliwość pośrednia (częstotliwość ich rezonansu) określona jest wtedy ściśle przez parametry tychże filtrów. Układ generatora powinien być zasilany z zasilacza stabilizowanego o na pięciu 12 V. Odpowiednia stabilizacja jest tu konieczna ze względu na fakt,
że tętnienia na zasilaniu powodują szkodliwą modulację częstotliwości, czyli niepożądany przydźwięk sieci w odbiorniku. Na zakończenie kilka uwag dotyczących użytkowania generatora. Podsta wową zasadą jest jak najsłabsze sprzęganie generatora z odbiornikiem. Przy wstępnym strojeniu może być konieczne nawet bezpośrednie podłączenie an teny do wyjścia generatora lub wejścia wzmacniacza p.cz. przy strojeniu na częstotliwości 10,7 MHz. Później stosujemy okręcanie przewodu podłączone go do generatora na antenie, a w etapie strojenia końcowego wystarcza po prostu zbliżyć radio do generatora (na odległość rzędu 20 - 30 cm). Częstotli wość pracy generatora najłatwiej określić za pomocą stojącego obok fabrycz nego odbiornika UKF. Można oczywiście wykonać odpowiednią skalę połą czoną z trymerem C14, co znacznie ułatwia dostrojenie generatora do okre ślonej częstotliwości (konieczne w przypadku braku ciągłego dostępu do fa brycznego odbiornika UKF). Przy strojeniu należy pamiętać, że dołączenie zbyt długiej „anteny” do wyjścia generatora powoduje zakłócenie odbioru radiowego. Nasz generator staje się wtedy małym nadajnikiem. Pomimo bardzo małej mocy wyjściowej należy zatem ograniczać długość podłączonych do wyjścia w.cz. przewodów do kilku centymetrów, choćby w trosce o sąsiadów słuchających radia na zbli żonej częstotliwości. Generator sygnałowy AM na fale długie i średnie Podobnie jak w przypadku odbiorników UKF, również na zakresach AM bardzo przydatny jest prosty generator ułatwiający strojenie małych radyjek. W szczególności ułatwia, on dostrojenie obwodu antenowego, gdyż jego czę stotliwość można płynnie przestrajać i tym samym „złapać” punkt zestrojenia anteny. Gdy obwód antenowy nie jest strojony typowym kondensatorem zmiennym, lecz przesuwaniem cewki wzdłuż anteny — manipulowanie tą ce wką jest często kłopotliwe. Później wystarcza tylko odpowiednia korekta — zmiana pojemności kondensatora obwodu antenowego — w znaną już stronę. Przedstawiony poniżej generator składa się z dwóch części: generatora napięcia o częstotliwości akustycznej, zastosowanego w generatorze sygnało wym UKF z poprzedniego rozdziału, i generatora w.cz. z modulacją amplitu dy. Obwód rezonansowy wykonano z wykorzystaniem typowej anteny ferry towej — dzięki temu nawijanie cewek jest znacznie ułatwione, a ponadto za istniała możliwość indukcyjnego sprzężenia strojonego odbiornika z genera torem. Schemat ideowy generatora przedstawiony jest na rysunku 58. Tranzystor T l pracuje w układzie generatora m.cz. z przesuwnikiem fazy RC — na jego wyjściu otrzymujemy napięcie o częstotliwości około 1000 Hz. Szczegółowy opis uruchamiania generatora m.cz. zamieszczony był w poprzednim rozdziale. Tranzystor T2 w układzie wtórnika separuje generator m.cz. od obciąże nia wnoszonego przez obwód modulowanego generatora w.cz. Ci, którzy wy-
początek uzwojenia
Wymiary : 205 * 60 mm 59. Płytka drukowana generatora AM
Spis elementów rezystory (wszystkie o mocy 0,25 W): R ,,R 2- 1 0 k , R3-1 0 k, R8-4 7 k, R7- 10 k, Ru —33 k, R 12- 10 k.
R4-4 7 k, Ry- 15 k, R]4 —lk5,
kondensatory elektrolityczne: С4-47р(Л6Ѵ, С5-4 7 а