Как сделать свч приемник самому

Это интересно

Содержание


Раннее на страницах нашего сайта была поднята тема, как сделать простую ФМ рацию. однако на форум посыпались справедливые замечания и просьбы о более подробном объяснении работы и рисунках схемы. Поэтому покопавшись в архивах представляю дополнительные материалы. В те далёкие 90-е годы о программе sPlan, да и вообще о персональном компьютере можно было только мечтать — на ПК стоимостью 500 баксов не очень-то замахнёшься, имея стипендию 5 долларов. Так что ниже показаны снимки страниц с тетради (желающие могут перевести их в более удобочитаемый вид).

Здесь рация разделяется на два абсолютно независимых узла — приёмник и передатчик, оба вещательного FM диапазона 88-108 мегагерц. Такая частота была выбрана не случайно — многие имеют уже готовый ФМ радиоприёмник, что позволяет упростить изготовление рации, делая лишь передающую часть. К тому же можно сразу и слушать и говорить, если разнести частоты приёмника и передатчика на 10-20 мегагерц.

Естественно можно и даже нужно собрать приёмник самому, используя для этого самую распространённую микросхему К174ХА34 или её зарубежный аналог. Микросхема очень неприхотлива в настройке и запускается практически сразу. Рисунок печатной платы для приёмной части рации смотрите ниже.

Передатчик можно выполнить по различным схемам: на 3-х транзисторах без стабилизации частоты (по типу простого ФМ жучка) или с кварцевым резонатором. Второй вариант сложнее в настройке, но и качественнее.

На рисунке видно, что микрофонный усилитель — это ОУ УД1208. Далее сигнал поступает на модулятор (варикап и кварц), частота кварца в несколько раз меньше ФМ и уже выходной транзистор выделяет нужную гармонику.

Изначально в схеме выходного каскада стоял транзистор КТ610, но после его сгорания и отсутствия аналогичного, для замены установил СВЧ транзистор от усилителя кабельного телевидения — стало работать ещё лучше (только дырка осталась). Фото схем и плат не высокого качества. Для более детального изучения схемы рации скачайте архив.

Монтаж всего приёмопередающего блока на плате из стеклотекстолита. Отдельным узлом собран приёмник и отдельным передатчик рации.

Кстати вы спросите: А почему бы вообще не использовать как рацию обычный мобильный телефон? Во-первых вредное излучение (2 ГГц пол ватта, против 0,1 ГГц 0,05 ватт). Во-вторых питание — надолго мобильного аккумулятора не хватит, а здесь используя неплохие банки, можно непрерывно разговаривать хоть сутками. И наконец, не везде есть мобильные сотовые станции.

Как сделать корпус рации. Вариантов масса, но лучше всего согнуть из листового алюминия или использовать готовую экранированную коробочку. Особенно если у вас не кварцованный передатчик. Снаружи корпус покрасить или обклеить самоклейкой.

На фото показан вариант с двумя регуляторами — один отвечает за громкость, а другой настройка частоты приёмника. Он ведь у нас не кварцованный, поэтому возможен небольшой уход, в случае ударов или вибраций. А с другой стороны так даже лучше — будете по нему музычку слушать:)

Питать самодельную рацию можно от чего угодно. Напряжение 5-12 В. Естественно при меньшем питании и дальность будет меньше, хотя работоспособность сохраняется и при 5 В.

Динамик можно в целях экономии места и тока потребления заменить на наушники — типа секьюрити. Либо предусмотреть гнездо их подключения, с автоматическим отключением громкоговорителя. В общем получилась неплохая, лично проверенная конструкция рации ФМ диапазона, доступная для повторения даже не слишком опытными радиолюбителями.

свч-приемник с двойным преобразованием частоты

Рисунки к патенту РФ 2369962

Заявляемое устройство относится к радиотехнике, а именно к СВЧ-приемникам, применяемым в бортовых и наземных радиолокационных системах (РЛС), системах связи и навигации.

Известно устройство (Microwave Journal, 1994, Vоl.37, № 12, стр.78-79), представляющее собой высокочастотный блок моноимпульсного малошумящего трехканального приемника РЛС с двойным преобразованием частоты.

К недостаткам данного устройства относятся низкий уровень подавления сигнала второго зеркального канала, отсутствие регулировки коэффициента передачи и отсутствие бланкирования сигнала передатчика.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является многоканальный СВЧ-приемник с двойным преобразованием частоты (Свидетельство РФ на полезную модель № 7787, 1998 г. МПК: Н04В 1/06).

Данный СВЧ-приемник содержит малошумящий усилитель, первый смеситель частот с цепью формирования сигнала первого гетеродина, усилитель первой промежуточной частоты, первый полосно-пропускающий фильтр, блок автоматической регулировки усиления сигнала со схемой управления, второй полосно-пропускающий фильтр, второй смеситель частот с цепью формирования сигнала второго гетеродина, третий полосно-пропускающий фильтр, усилитель второй промежуточной частоты, а также выключатели, обеспечивающие бланкирование сигнала передатчика.

К недостаткам данного приемника можно отнести отсутствие защиты приемных каналов от воздействия мощных входных сигналов, необходимость (в составе РЛС) передачи сигнала первого гетеродина на высокой частоте, что приводит к потерям в кабельной сети РЛС, а также большое количество вентилей, используемых в схеме.

Технический результат предлагаемого технического решения заключается в обеспечении быстродействующей автоматической защиты приемных каналов от воздействия мощных входных сигналов, в расширении функциональных возможностей и улучшении технических характеристик СВЧ-приемника с двойным преобразованием частоты.

Технический результат достигается тем, что заявляемый СВЧ-приемник с двойным преобразованием частоты содержит делитель мощности, схему управления и n приемных каналов (n 1), каждый из которых включает: малошумящий усилитель, вентиль, первый смеситель частот, первый и второй полосно-пропускающие фильтры, усилитель первой промежуточной частоты, второй смеситель частот, усилитель второй промежуточной частоты.

Кроме этого, в заявляемый СВЧ-приемник с двойным преобразованием частоты дополнительно введены умножитель частоты и в каждый приемный канал: циклотронное защитное устройство, первый, второй и третий аттенюаторы, второй, третий и четвертый усилители первой промежуточной частоты, направленный ответвитель, третий полосно-пропускающий фильтр, первый и второй переключатели.

При этом выход циклотронного защитного устройства соединен с входом малошумящего усилителя, выход малошумящего усилителя соединен с входом вентиля, выход вентиля соединен с первым входом первого смесителя частот, выход первого смесителя частот соединен с входом первого полосно-пропускающего фильтра, выход первого полосно-пропускающего фильтра соединен с входом первого усилителя первой промежуточной частоты, выход первого усилителя первой промежуточной частоты соединен с первым входом первого аттенюатора, выход первого аттенюатора соединен с входом второго усилителя первой промежуточной частоты, выход второго усилителя первой промежуточной частоты соединен с первым входом второго аттенюатора, выход второго аттенюатора соединен с входом направленного ответвителя. Второй выход направленного ответвителя соединен с входом третьего усилителя первой промежуточной частоты, первый выход направленного ответвителя соединен с входом второго полосно-пропускающего фильтра. Выход второго полосно-пропускающего фильтра соединен с входом четвертого усилителя первой промежуточной частоты, выход четвертого усилителя первой промежуточной частоты соединен с первым входом первого переключателя. Первый выход первого переключателя соединен с входом третьего полосно-пропускающего фильтра, выход третьего полосно-пропускающего фильтра соединен с первым входом второго переключателя. Второй выход первого переключателя соединен с входом третьего аттенюатора, выход третьего аттенюатора соединен с вторым входом второго переключателя. Выход второго переключателя соединен с первым входом второго смесителя частот, выход второго смесителя частот соединен с входом усилителя второй промежуточной частоты.

Кроме этого, выходы умножителя частоты соединены с вторым входом первых смесителей частот всех приемных каналов, выходы делителя мощности соединены с вторым входом вторых смесителей частот всех приемных каналов. Выходы схемы управления соединены с вторым входом первых аттенюаторов, с вторым входом вторых аттенюаторов, с вторым входом первых переключателей и с третьим входом вторых переключателей всех приемных каналов.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется Фиг.1 — Фиг.2, где:

Фиг.1 — структурная схема n — канального СВЧ-приемника с двойным преобразованием частоты;

Фиг.2 — структурная схема приемного канала СВЧ-приемника.

Заявляемый СВЧ-приемник с двойным преобразованием частоты (Фиг.1) содержит n идентичных приемных каналов (n 1), умножитель частоты 20, обеспечивающий формирование сигналов первого гетеродина для каждого приемного канала; делитель мощности 21, обеспечивающий формирование сигналов второго гетеродина для каждого приемного канала; схему управления 22, обеспечивающую управление работой аттенюаторов и переключателей каждого приемного канала.

Причем каждый из n приемных каналов (Фиг.2) включает: циклотронное защитное устройство (ЦЗУ) 1; малошумящий усилитель (МШУ) 2; развязывающий вентиль 3; первый смеситель частот 4; первый 5, второй 12 и третий 15 полосно-пропускающие фильтры (ППФ); первый 6, второй 8, третий 11 и четвертый 13 усилители первой промежуточной частоты (УПЧ1); первый 7 и второй 9 аттенюаторы (цифровые); направленный ответвитель (НО) 10; первый 14 и второй 17 переключатели; третий аттенюатор 16; второй смеситель частот 18 и усилитель второй промежуточной частоты (УПЧ2) 19.

При этом выход циклотронного защитного устройства 1 соединен с входом малошумящего усилителя 2, выход малошумящего усилителя 2 соединен с входом вентиля 3, выход вентиля 3 соединен с первым входом первого смесителя частот 4, выход первого смесителя частот 4 соединен с входом первого полосно-пропускающего фильтра 5, выход первого полосно-пропускающего фильтра 5 соединен с входом первого усилителя первой промежуточной частоты 6, выход первого усилителя первой промежуточной частоты 6 соединен с первым входом первого аттенюатора 7, выход первого аттенюатора 7 соединен с входом второго усилителя первой промежуточной частоты 8, выход второго усилителя первой промежуточной частоты 8 соединен с первым входом второго аттенюатора 9, выход второго аттенюатора 9 соединен с входом направленного ответвителя 10. Второй выход направленного ответвителя 10 соединен с входом третьего усилителя первой промежуточной частоты 11, первый выход направленного ответвителя 10 соединен с входом второго полосно-пропускающего фильтра 12. Выход второго полосно-пропускающего фильтра 12 соединен с входом четвертого усилителя первой промежуточной частоты 13, выход четвертого усилителя первой промежуточной частоты 13 соединен с первым входом первого переключателя 14. Первый выход первого переключателя 14 соединен с входом третьего полосно-пропускающего фильтра 15, выход третьего полосно-пропускающего фильтра 15 соединен с первым входом второго переключателя 17. Второй выход первого переключателя 14 соединен с входом третьего аттенюатора 16, выход третьего аттенюатора 16 соединен с вторым входом второго переключателя 17. Выход второго переключателя 17 соединен с первым входом второго смесителя частот 18, выход второго смесителя частот 18 соединен с входом усилителя второй промежуточной частоты 19.

Кроме этого, выходы умножителя частоты 20 соединены с вторым входом первых смесителей частот 4 всех приемных каналов, выходы делителя мощности 21 соединены с вторым входом вторых смесителей частот 18 всех приемных каналов. Выходы схемы управления 22 соединены с вторым входом первых аттенюаторов 7, с вторым входом вторых аттенюаторов 9, с вторым входом первых переключателей 14 и с третьим входом вторых переключателей 17 всех приемных каналов.

Рассмотрим работу заявляемого СВЧ-приемника с двойным преобразованием частоты на примере прохождения принимаемого сигнала по одному из приемных каналов.

Принимаемый антенной сигнал поступает на вход циклотронного защитного устройства (ЦЗУ) 1. ЦЗУ 1 работает в режиме пропускания или в режиме защиты. В режиме пропускания (при входном сигнале малой мощности) ЦЗУ 1 обеспечивает передачу сигнала без искажений с малыми потерями, при этом осуществляется предварительная фильтрация входного сигнала, в том числе по первому зеркальному каналу.


В режиме защиты ЦЗУ 1 обеспечивает быстродействующую автоматическую защиту приемного канала от воздействия мощных входных сигналов. Если мощность входного сигнала превышает пороговый уровень, автоматически осуществляется развязка входа и выхода ЦЗУ 1.

Конструкция и принципы работы ЦЗУ, а также цепочки ЦЗУ и МШУ рассмотрены в журнале Электронная техника, серия СВЧ-техника, вып.1 (481), 2003, стр.24-30.

С выхода ЦЗУ 1 сигнал поступает на вход МШУ 2, усиливается и через развязывающий вентиль 3 поступает на первый вход первого смесителя частот 4, в котором с помощью сигнала первого гетеродина fгет1 преобразуется в сигнал на первой промежуточной частоте fпч1 данного приемного канала.

Формирование сигнала первого гетеродина fгет1 осуществляется умножителем частоты 20, на вход которого подается опорный сигнал (fгет1 /4) меньшей частоты и мощности, что позволяет уменьшить потери при передаче сигнала fгет1 по кабельной сети РЛС.

Сигнал на первой промежуточной частоте fпч1 данного приемного канала с помощью первого ППФ 5, который является широкополосным фильтром, фильтруется от паразитных спектральных составляющих, усиливается первым 6 и вторым 8 УПЧ1, регулируется по уровню первым 7 и вторым 9 аттенюаторами, управлявляемыми сигналами со схемы управления 22, и поступает на вход направленного ответвителя 10, осуществляющего передачу сигнала на первой промежуточной частоте fпч1 по двум направлениям: на вход третьего УПЧ1 11, с выхода которого усиленный сигнал подается на выход устройства, и на вход второго ППФ 12, в котором сигнал фильтруется, затем усиливается четвертым УПЧ1 13 и поступает на вход первого переключателя 14.

Первый 14 и второй 17 переключатели по сигналам схемы управления 22 обеспечивают работу приемного канала в режиме узкой полосы или в режиме широкой полосы. В режиме узкой полосы сигнал дополнительно фильтруется третьим ППФ 15, обужающим полосу пропускания. Последовательное подключение через УПЧ1 13 двух полосно-пропускающих фильтров: фильтра широкой полосы 12 и фильтра узкой полосы 15 позволяет обеспечить требуемую полосу частот данного приемного канала в режиме узкой полосы. В режиме широкой полосы сигнал ослабляется третьим аттенюатором 16 на величину затухания, вносимую третьим ППФ 15.

С выхода третьего ППФ 15 или третьего аттенюатора 16 сигнал на первой промежуточной частоте fпч1 поступает на первый вход второго смесителя частот 18, в котором с помощью сигнала второго гетеродина f гет2. поступающего с делителя мощности 21, преобразуется в сигнал на второй промежуточной частоте fпч2 данного приемного канала, который усиливается УПЧ2 19 и подается на выход устройства.

Поскольку все приемные каналы заявляемого СВЧ-приемника с двойным преобразованием частоты идентичны, то работа каждого из них осуществляется описанным выше образом.

Для подтверждения возможности реализации данного технического решения в соответствии с предложенной схемой был изготовлен опытный образец четырехканального СВЧ-приемника с двойным преобразованием частоты для бортовой РЛС Х-диапазона.

Данный СВЧ-приемник осуществляет прием сигналов от фазированной антенной решетки РЛС в полосе частот 800 МГц по четырем каналам: суммарному, разностно-угломестному, разностнно-азимутальному и компенсационному.

На входе каждого приемного канала СВЧ-приемника установлено ЦЗУ, работающее в режиме пропускания или в режиме защиты. В режиме пропускания (при входном сигнале малой мощности) ЦЗУ обеспечивает передачу сигнала без искажений с потерями порядка 1 дБ и осуществляет предварительную фильтрацию входного сигнала. При этом подавление сигнала первого зеркального канала составляет не менее 60 дБ.

В режиме защиты ЦЗУ обеспечивает быстродействующую автоматическую защиту приемных каналов от воздействия мощных входных сигналов. Средняя предельно допустимая мощность входного сигнала достигает значения 250 Вт, а время восстановления чувствительности приемных каналов после воздействия сигнала максимальной мощности составляет не более 50 нс. При этом обеспечивается работа СВЧ-приемника в широкой полосе частот (до 800 МГц) с сохранением высокой чувствительности (коэффициент шума порядка 2,8 дБ).

Во время работы передатчика РЛС бланкирующий аттенюатор (из состава МШУ), первый и второй цифровые аттенюаторы осуществляют бланкирование приемных каналов СВЧ-приемника. Глубина подавления сигнала передатчика в каждом из приемных каналов не менее 120 дБ.

Первый, второй и третий полосно-пропускающие фильтры обеспечивают основную фильтрацию принятого сигнала, которая осуществляется на первой промежуточной частоте. Причем первый полосно-пропускающий фильтр обеспечивает фильтрацию сигнала от паразитных спектральных составляющих, а второй и третий полосно-пропускающие фильтры обеспечивают подавление побочных каналов приема. Подавление побочных каналов приема (при отстройке от fпч1 на а подавление второго зеркального канала приема в режиме узкой полосы — не менее 80 дБ.

Усилители первой и второй промежуточной частоты обеспечивают усиление сигналов на соответствующей промежуточной частоте до требуемого уровня. При этом усилители первой промежуточной частоты обеспечивают развязку первого и второго аттенюаторов, второго и третьего полосно-пропускающих фильтров.

Коэффициент передачи приемных каналов по выходам сигналов на первой промежуточной частоте составляет 25 дБ, по выходам сигналов на второй промежуточной частоте — 50 дБ.

Первый и второй цифровые аттенюаторы позволяют обеспечить ослабление сигнала на первой промежуточной частоте в диапазоне от 0 до 63 дБ с шагом 13 дБ.

Четырехканальный СВЧ-приемник с двойным преобразованием частоты обеспечивает выдачу на выходы сигналов на первой промежуточной частоте (полоса пропускания 300 МГц) и сигналов на второй промежуточной частоте (в режиме широкой полосы — полоса пропускания 32 МГц, в режиме узкой полосы — полоса пропускания 16 МГц) для последующего аналого-цифрового преобразования.

Таким образом, в заявляемом СВЧ-приемнике с двойным преобразованием частоты обеспечивается быстродействующая автоматическая защита приемных каналов от воздействия мощных входных сигналов за счет введения ЦЗУ; расширение функциональных возможностей за счет выдачи на выходы: сигналов на первой промежуточной частоте, сигналов на второй промежуточной частоте (в режиме широкой полосы или в режиме узкой полосы), а также сигналов на первой и второй промежуточных частотах одновременно; улучшение технических характеристик.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

СВЧ-приемник с двойным преобразованием частоты, содержащий делитель мощности, схему управления и n приемных каналов (n 1), каждый из которых включает: малошумящий усилитель, вентиль, первый смеситель частот, усилитель первой промежуточной частоты, первый и второй полосно-пропускающие фильтры, второй смеситель частот, усилитель второй промежуточной частоты, отличающийся тем, что дополнительно введены умножитель частоты и в каждый приемный канал: циклотронное защитное устройство, первый, второй и третий аттенюаторы, второй, третий и четвертый усилители первой промежуточной частоты, направленный ответвитель, третий полосно-пропускающий фильтр, первый и второй переключатели, при этом выход циклотронного защитного устройства соединен с входом малошумящего усилителя, выход малошумящего усилителя соединен с входом вентиля, выход вентиля соединен с первым входом первого смесителя частот, выход первого смесителя частот соединен с входом первого полосно-пропускающего фильтра, выход первого полосно-пропускающего фильтра соединен с входом первого усилителя первой промежуточной частоты, выход первого усилителя первой промежуточной частоты соединен с первым входом первого аттенюатора, выход первого аттенюатора соединен с входом второго усилителя первой промежуточной частоты, выход второго усилителя первой промежуточной частоты соединен с первым входом второго аттенюатора, выход второго аттенюатора соединен с входом направленного ответвителя, второй выход направленного ответвителя соединен с входом третьего усилителя первой промежуточной частоты, первый выход направленного ответвителя соединен с входом второго полосно-пропускающего фильтра, выход второго полосно-пропускающего фильтра соединен с входом четвертого усилителя первой промежуточной частоты, выход четвертого усилителя первой промежуточной частоты соединен с первым входом первого переключателя, первый выход первого переключателя соединен с входом третьего полосно-пропускающего фильтра, выход третьего полосно-пропускающего фильтра соединен с первым входом второго переключателя, второй выход первого переключателя соединен с входом третьего аттенюатора, выход третьего аттенюатора соединен с вторым входом второго переключателя, выход второго переключателя соединен с первым входом второго смесителя частот, выход второго смесителя частот соединен с входом усилителя второй промежуточной частоты, кроме этого выходы умножителя частоты соединены с вторым входом первых смесителей частот всех приемных каналов, выходы делителя мощности соединены с вторым входом вторых смесителей частот всех приемных каналов, выходы схемы управления соединены с вторым входом первых аттенюаторов, с вторым входом вторых аттенюаторов, с вторым входом первых переключателей и с третьим входом вторых переключателей всех приемных каналов.

Как сделать приемник и передатчик для радиоуправления моделями с одновременной подачей трех команд

М.И.Зингер

а также разработки автора совместно с М. Васильченко. Аппаратура имеет 9 команд и позволяет не­зависимо управлять тремя исполнительными механиз­мами одновременно. Большее количество одновременно управляемых механизмов применять нецелесообразно.

Рассмотрим принцип действия аппаратуры по струк­турным схемам передатчика и приемника, приведенным на рис. 1. У оператора имеется передающее устройства с пультом управления. Передатчик состоит из задающе­го генератора с усилителем мощности 9 и модулятора 8. Высокочастотные колебания передатчика модулируются по амплитуде низкочастотными сигналами команд, по­ступающими с блока шифраторов. В блоке шифраторов имеется три генератора низкой частоты 1, 2 и 3. При нажатии кнопок подачи команд каждый из генераторов, может генерировать сигнал одной из трех частот, ори­ентировочные значения которых следующие: для пер­вого генератора — 1150, 1750, 2200 Гц; для второго — 3150, 4000, 5200 Гц; для третьего — 6150, 7450, 8750 Гц. Сигналы команд поступают на модулятор передатчик» через электронные ключи 4, 5 и 6, которые пооче­редно, приблизительно на время 0,017 с, открываются импульсами, поступающими с электронного коммутатоpa 7. Таким образом, несущая частота передатчика первые 0,017 с модулируется сигналом первого генера­тора НЧ, следующие 0,017 с — второго, а затем 0,017 с — третьего генератора. Если, например, один или два генератора не включены (команды не подают­ся), то в соответствующие интервалы времени передат­чик излучает только немодулированные высокочастотные колебания. Коммутация электронных ключей про­исходит в течение всего времени работы передатчика Излучаемый антенной передатчика сигнал поступает на вход приемника 10, усиливается и детектирует­ся. В результате выделяются низкочастотные сиг­налы поданных команд. Разделение сигналов команд, производится с помощью резонансных контуров, вклю­ченных на входе селективных реле 1119. Выходы се­лективных реле соединяются с соответствующими испол­нительными механизмами 2028. Ток в исполнительный механизм поступает только в том случае, если на вхо­де селективного реле появляется сигнал с частотой, рав­ной частоте настройки входного контура реле.

Рис. 1. Структурные схемы передатчика и приемника: 1,2,3 — генераторы низкой частоты; 4, 5, 6 — электронные ключи; 7 — электронный коммутатор; 8 — модулятор; 9 — задающий; генератор с усилителем мощности; 10 — приемник; И19 — се­лективные реле; 2028 — исполнительные механизмы

ПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО. Рассмотрим прин­ципиальную схему передающего устройства (рис. 2). За­дающий генератор (T1, Т2) представляет собой двух­тактный автогенератор, частота которого устанавливает­ся конденсатором С5 в диапазоне 28,0 — 28,2 МГц. Связь задающего генератора с усилителем мощности индук­тивная. Усилитель мощности (ТЗ) собран на транзисторе П609 по схеме с общей базой Модуляция несущей осу­ществляется запиранием транзистора ТЗ командными сигналами звуковой частоты. Для упрощения наладки передатчика возможно исключить выходной контур L3 C7, а между конденсатором С19 и антенной включить удли­нительную катушку. Несмотря на проигрыш в к. п. д. и потерю мощности, уровень сигнала в антенне будет до­статочный. В качестве передающей антенны использует­ся штырь длиной 120 мм.

Генераторы низкой частоты (Т6, Т7, Т9, Т10, Т12, Т13) выполнены по схеме мультивибратора с последо­вательным колебательным контуром. Частоты генера­ции мультивибраторов в основном определяются пара­метрами контуров L,. СЛ. В каскадах электронного ключа работают транзисторы Т8, Til, T14. При лосту-плении импульса отрицательной полярности с электрон­ного коммутатора транзистор Т8 открывается и, если подана команда, сигналы звуковой частоты первого ге­нератора поступают на базу транзистора Т4. Элек­тронный коммутатор собран по схеме кольцевого пере­ключателя на трех транзисторах Т15, Т16 и 777. По­очередно один из этих транзисторов оказывается за­крытым на время 0,017 с. Именно в этот момент с его коллектора на базу транзисторов электронного ключа Т8, Т11 или Т14 поступает отпирающий отрицатель­ный импульс. Для одновременной подачи трех команд необходимо замкнуть по одной кнопке на каждом из генераторов низкой частоты. Если все кнопки Kн1 — Кн9 разомкнуты (команды не подаются), транзистор Т4 за­крыт, а Т5 полностью открыт и передатчик излучает не­прерывные колебания высокой частоты. При подаче команд транзистор Т4 открывается отрицательными им­пульсами, поступающими с электронных ключей, а Т5 соответственно закрывается, что приводит к периодичес­кому запиранию усилителя мощности со звуковой час­тотой командного сигнала.

Изготовление передающего устройства. Передающее устройство собрано на трех печатных платах, установ­ленных вместе с источниками питания в одном корпусе. На лицевую панель корпуса выносятся: гнездо для кре­пления штыревой антенны, пульт управления, выключа­тель питания. Кнопки могут быть любого типа, жела­тельно без фиксации. Питаются передатчик и шифра­тор от трех батареи типа 3336Л, соединенных последо­вательно.

Катушки L1 и L3 намотаны на полистироловом кар­касе диаметром 7 — 8 мм. Обмотки содержат 14 витков провода ПЭВ-1 0 0,8 мм с отводом от середины. На мотка однослойная виток к витку. Катушка L2 уклады­вается поверх катушки L1 в средней ее части и содер­жит три витка монтажного провода типа ПМВГ 0 0,35 мм. Дроссель Др1 намотан на корпусе резистора ВС-1 сопротивлением не менее 50 кОм и содержит 150 витков провода ПЭВ-1 00,2 мм. Катушки контуров генераторов низкой частоты выполнены в броневых сер­дечниках типа Б18 из феррита марки 1500НМ. В пер­вом генераторе катушка Lф содержит 1400 витков, во втором — 1100 и в третьем — 900 витков провода ПЭВ-1 0 0,1 мм. Удлинительная катушка, включае­мая при отсутствии контура L3 C7 содержит 16 витков провода ПЭЛ-1 0,8 на каркасе диаметром 7 мм.

Конденсаторы СЗ, С4 и С7, С19 типа КД, КДК или КТК. Для настройки контура задающего генерато­ра применяется конденсатор С5 типа КПК- Конденса­тор С18 типа ЭМ, «Тесла» или К50-6. Все остальные конденсаторы могут быть любого типа (К.СО, КЛС, БМ, МБМ), но в контурах.генераторов низкой частоты следует применять конденсаторы с отклонением емкости от номинального значения не более ±10%. Применяе­мые резисторы типа МЛТ-0,25, МЛТ-0,5 или УЛМ.

Рис. 2. Принципиальная схема передающего устройства

Рис. 3. Монтажная плата передатчика

На плате № 1 монтируется генератор высокой часто­ты, усилитель мощности и модулятор. Чертеж платы приведен на рис. 3. Электронный кольцевой переключа­тель смонтирован на плате № 2 (рис. 4). На плате №3 (рис. 5) устанавливаются три генератора низкой часто­ты и три электронных ключа.

Ферритовые броневые сердечники можно заменить на карбонильные типа СБ-28а. При этом число витков в катушках необходимо увеличить соответственно до 3000, 2300 и 1900 витков. Транзисторы типа П609 мож­но заменить на два параллельно включенных транзи­стора П403 или П416. При этом мощность передатчи­ка значительно снизится.

Рис. 4. Монтажная плата кольцевого переключателя

Рис. 5. Монтажная плата блока шифраторов

Регулировка передающего устройства. Тщательно проверив монтаж, качество паек, отсутствие коротких замыканий, включают питание и измеряют общий потребляемый ток. Его величина должна быть не более 80 — 100 мА. Миллиамперметр (авометр) включается в общий провод между выключателем и источником пи­тания. При исправных деталях задающий генератор сразу начинает работать. Установку частоты задающе­го генератора и настройку усилителя мощности следу­ет производить с помощью волномера или по шкале связного приемника, имеющего указанный диапазон. Установив конденсатором С5 нужную частоту, настраи­вают выходной контур L3 С7 по максимальным показа­ниям волномера. Настройка производится с подключен­ной антенной. Ко входу волномера подключают отрезок (10 см) монтажного провода и относят его от передат­чика на такое расстояние, чтобы прибор волномера на зашкаливал. При наличии лампового вольтметра к ос­нованию антенны подключают выносной высокочастот­ный детекторный пробник и настраивают выходной контур L3 С7 по наибольшим показаниям вольтметра. Окон­чательная настройка контура производится после уста­новки передатчика в кожух. При отсутствии выходного контура настройка передатчика сводится к установке ча­стоты задающего генератора. Для проверки работоспо­собности модулятора кратковременно закорачивают кол­лектор с эмиттером у транзистора Т4. При этом общий потребляемый ток передатчика уменьшится до 20-30мА. Для проверки нормальной работы электронного пере­ключателя к плате №2 подключают питание и замеря­ют общий ток потребления, который не должен превы­шать 25мА. Авометром измеряют напряжение между эмиттером и коллектором каждого транзистора. Это напряжение должно быть равно примерно одной трети питающего напряжения, т. е. 3 — 4 вольта. Правильно собранный кольцевой переключатель никакой регулиров­ки не требует.

Для регулировки блока шифраторов к плате № 3 подключают питание и замеряют общий ток потребле­ния. Его значение должно быть не более 15мА. При­мерные величины токов отдельных каскадов и места включения измерительного прибора указаны па рис. 2. Для проверки генерации в генераторах низкой частоты к эмиттерной нагрузке транзисторов T7, T10, Т13, подключается осциллограф, с помощью которого исследуются форма и частота колебаний. При отсутст­вии осциллографа автометром замеряют напряжение на резисторе R14. Без команды напряжение равно нулю, при подаче команды — возрастает до 1 В. Аналогично проверяется работа второго и третьего генератора на всех командах. Измерить частоту модуляции можно с помощью частотомера или осциллографа со звуковым генератором по фигурам Лиссажу. Напряжение с выхо­да генератора НЧ передающего устройства подается на вход вертикального усилителя осциллографа, а напря­жение от звукового генератора — на вход горизокталь-ного усилителя (развертка осциллографа выключается). Изменяя частоту звукового генератора, добиваются, чтобы на экране осциллографа появилась неподвижная замкнутая фигура, близкая по форме к окружности. Это соответствует равенству частот звукового генератора и модуляции. Нужная частота модуляции устанав­ливается подбором соответствующих конденсаторов Сф. Если измерительных приборов нет, то ча­стоты генераторов при различных командах оста­вляют такими, какими они получились при установке указанных на схеме рис. 2 конденсаторов, а сопряже­ние настроек шифраторов передатчика и дешифрато­ров приемника производят при настройке входных кон­туров селективных реле по сигналам команд работаю­щего передатчика. После проверки отдельных узлов передающего устройства они соединяются друг с другом в соответствии с принципиальной схемой и производит­ся проверка работы всего передатчика. При нормальной работе подача трех команд одновременно вызывает уменьшение общего тока потребления на 30 — 40%.

Рис. 6. Принципиальная схема приемника

ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО. Приемник модели (рис. 6) собран по сверхрегенеративной схеме. Сверх­регенеративные приемники просты в изготовлении, име­ют высокую чувствительность и экономичны по питанию. На транзисторе T1 собран скерхрегенеративный детек­тор. Большое усиление в этом каскаде достигается за счет того, что сверхрегенеративный детектор работает на пороге генерации, а неизбежно возникающие собст­венные колебания периодически срываются. Входной контур LI, C1 настроен на частоту передатчика. Связь антенны с входным контуром емкостная. Кон­денсатор С2 между эмиттером и коллектором транзи­стора T1 создает положительную обратную связь. Воз­никающая генерация на частоте настройки входного контура периодически гасится с частотой 50 — 60 кГц. Частота гашения определяется величинами резистора R3 и конденсатора С5. На резисторе R3 выделяются напряжение сигналов команд и частоты гашения. Бла­годаря фильтру Др2, С7 частота гашения на вход уси­лителя низкой частоты не проходит. Усилитель низкой частоты выполнен на транзисторах Т2 и ТЗ. Глубокая отрицательная обратная связь через резистор R7 обес­печивает требуемую стабильность работы усилителя и устраняет необходимость регулировки режимов транзи­сторов. С выхода эмиттерного повторителя (Т4) сигна­лы принятых команд поступают на вход блока деши­фраторов. На рис. 6 к выходу приемника подключен один дешифратор. Остальные дешифраторы имеют аналогичную схему и подключаются параллельно к точкам «в» и «г». Дешифратор представляет собой селектив­ное реле с резонансным контуром в цепи базы транзи­стора Т5 и усилитель постоянного тока на транзисторе Т6. В эмиттерную цепь включается исполнительный ме­ханизм. При отсутствии сигнала транзистор Т5 закрыт, на резисторе R12 отсутствует падение напряжения, тран­зистор Т6 также закрыт и через исполнительный меха­низм ток не проходит. Такое же положение имеет место, когда на вход дешифратора приходит сигнал с частотой, отличающейся от частоты настройки его входного кон­тура. При совпадении частоты сигнала и частоты на­стройки контура дешифратора величина переменного напряжения на входе транзистора Т5 резко возрастает. После усиления это напряжение через конденсатор С13 поступает на диод Д1. Отрицательным потенциалом транзистор Т5 полностью открывается, что приводит к отпиранию транзистора Т6. Через обмотку исполнитель­ного механизма проходит ток.

Изготовление приемного устройства. Приемное уст­ройство собрано на трех платах. На плате № 4 (рис. 7) монтируется сверхрегенеративный детектор, усилитель низкой частоты с эмиттерным повторителем и селектив­ное реле на один канал. На платах № 5 и № 6 (рис. 8) монтируются два одинаковых блока селективных реле по четыре на каждой плате. Селективные реле различа­ются только значением емкости входного контура Сф. В зависимости от конструкции модели печатные платы могут соединяться в единый узел, либо располагаться отдельно.

Рис. 7. Монтажная плата приемника


Катушка L1 намотана на полистироловом каркасе диаметром 7 — 8 мм. Внутри каркаса перемещается сер­дечник из карбонильного железа диаметром 4 мм. Об­мотка выполняется виток к витку в один слой прово­дом ПЭВ-1 0 0,8 мм и содержит 8 витков. Дроссель Др1 намотан на корпусе резистора МЛТ-2 сопротивле­нием более 50 кОм проводом ПЭВ-1 0 0,2 мм и со­держит 85 витков. Дроссель Др2 выполнен на кольце­вом ферритовом сердечнике К.7 X 4 х 1,5 1000 НМ и со­держит 400 витков провода ПЭШО 0 0,09 мм. Дроссель ДрЗ наматывают на ферритовом сердечнике диаметром 2 мм и длиной 15 мм (например, подстроечный сердечник выходных или гетеродинных контуров любого современного приемника). По краям сердечни­ка крепятся две картонные щечки и между ними внавал укладывается 1500 витков провода ПЭВ-1 0 0,1 мм. Катушки входных контуров селективных реле Lф вы­полняются в броневых сердечниках Б14 из феррита марки 1500НМ и содержат по 1000 витков провода ПЭВ-1 0 0,07 мм. В случае отсутствия указанных сердечников можно использовать карбонильные броне­вые сердечники СБ-23-17а, увеличив число витков до 1500. В качестве приемной антенны используют отре­зок монтажного провода длиной 0,6 — 0,8 м. Приемник, питается от аккумулятора 7Д-01 или батареи «Крона». Блок дешифраторов питается от двух батарей типа 3336Л, соединенных параллельно.

Рис. 8. Монтажная плата блока дешифраторов

Регулировка приемного устройства. Убедившись в правильности монтажа, к плате приемника подключа­ют источник питания и миллиамперметр. Общий ток по­требления не должен превышать 5 — 6мА. Если ток пре­вышает указанную величину, то следует проверить токи покаскадно. Величина тока каждого транзистора указа­на на схеме рис. 6. с точностью ±20%. Ток первого кас­када регулируется резистором R1. Не измеряя токов, режимы транзисторов можно проверить, измеряя по­стоянное напряжение на резисторах R6 — l—l,3 В, R9 — 1,5-М, 7В, R10 — 5-5,5В. Для проверки работы сверхгенератора необходимо подключить на выход при­емника (точки «в» и «г») высокоомные телефоны. При нормальной работе сверхгенератора в телефонах появит­ся характерный шум. Если имеется генератор стандарт­ных сигналов, то он подключается к приемнику вместе» антенны и входной контур настраивается на частоту пе­редатчика вращением сердечника катушки L1.

При оптимальной настройке шумы в наушниках пол­ностью исчезают. Чувствительность приемника опреде­ляется минимальным напряжением, поступающим от генератора, при котором происходит подавление шу­мов. Если генератора стандартных сигналов нет, то вместо него используют передатчик. Установив пере­датчик с антенной на расстоянии 3 — 4 м от приемника, включают питание. Передатчик излучает непрерывные высокочастотные колебания (команды не подаются).

Длинной отверткой из изоляционного материала вра­щают сердечник катушки L1 до тех пор, пока полно­стью не исчезнет шум в наушниках. Если подать ка­кую-либо команду, то в наушниках будет слышен то­нальный сигнал. Теперь можно приступить к регули­ровке блока дешифраторов. К блоку дешифраторов под­ключают питание и в цепь коллектора транзистора Т5 включают миллиамперметр. Если есть звуковой генера­тор, то сигнал от него подают на вход блока дешифра­торов и, установив необходимую частоту (начиная с самой низкой), подбирают емкость соответствующего резонансного контура по максимальному значению то­ка. Если звукового генератора нет, то используют на­строенный передатчик. Блок дешифраторов подключают к выходу приемника через переменный резистор 10ОкОм, установив его в среднее положение. На передатчике, расположенном в трех-четырех метрах, включают команду № 1 и фиксируют кнопку. Подключив на­ушники к выходу приемника, убеждаются в прохожде­нии команды. Подбором емкости СФ 1 добиваются мак­симального тока через транзистор Т5 (10 — 20мА). Уве­личивая сопротивление переменного резистора, умень­шают показания миллиамперметра приблизительно в два. раза и более тщательно подбирают емкость Сл 1. За­тем переходят к команде № 2 и т. д. Когда блок де­шифраторов полностью настроен, заменяют переменный резистор перемычкой, подключают все исполнительные механизмы и производят проверку всех команд. При этом необходимо следить, чтобы при подаче одной команды не срабатывали два исполнительных механиз­ма. Если это случится, то соответствующий шифратор следует чуть-чуть расстроить, изменив немного его ча­стоту, и заново подстроить дешифратор.

Ориентировочные значения емкостей конденсаторов резонансных контуров при Lф = 0,1 Г будут следующие: для частоты настройки 1150Гц — 0,2 мкФ, 1750Гц — 0,09 мкФ, 2200Гц — 0,05 мкФ, 3150Гц — 0,025 мкФ, 4000Гц — 0,016 мкФ, 5200Гц — 0,01 мкФ, 6150Гц — 6700 пФ, 7450 Гц — 4600 пФ, 8750 Гц — 3300 пФ.

В качестве исполнительных механизмов можно ис­пользовать микроэлектродвигатель от детских игрушек типа «Рига» и переделанные электромагнитные реле на базе РП-2, в которых контактная система заменяется металлической тягой, жестко связанной с якорем. Ка­тушка реле перематывается проводом ПЭВ-1 0 0,25 мм до заполнения. Хорошо сделанное реле при напря­жении питания 4,5В потребляет ток 150мА и развива­ет усилие на конце тяги 90 — 100 граммов. Конструкция таких реле приведена в книге. Ю. Отряшенкова «Азбука радиоуправления моделями».

Многоканальный свч приемник с двойным преобразованием частоты

Авторы патента:

Фролов Игорь Иванович (RU)

Гузовский Андрей Бернатович (RU)

Многоканальный свч приемник с двойным преобразованием частоты (RU 2452089):

H04B1/06 — Передача сигналов (системы для передачи измеряемых переменных величин, управляющих или подобных сигналов G08C; анализ и синтез речи G10L; кодирование, декодирование, преобразование кода вообще H03M; радиовещание H04H;многоканальные системы связи H04J; секретная связь H04K; передача дискретной информации как таковая H04L)

Открытое акционерное общество Государственный Рязанский приборный завод (ОАО ГРПЗ) (RU)

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к СВЧ приемникам, применяемым в системах связи, навигации, бортовых и наземных РЛС. Достигаемый технический результат — повышение помехозащищенности от внешних помех и паразитных излучений, обеспечение высокой стабильности параметров канала при климатических воздействиях. СВЧ приемник с двойным преобразованием частоты содержит делитель мощности, схему управления, умножитель частоты, коммутатор и n приемных каналов, каждый из которых содержит циклотронное защитное устройство, малошумящий усилитель, вентиль, два смесителя частот, первый полосно-пропускающий фильтр, первый усилитель первой промежуточной частоты, первый переключатель, второй полосно-пропускающий фильтр, первый аттенюатор, второй переключатель, второй усилитель первой промежуточной частоты, второй аттенюатор, третий аттенюатор, третий усилитель первой промежуточной частоты, каскад термостабилизации, четвертый аттенюатор, третий, четвертый и пятый переключатели, четвертый усилитель первой промежуточной частоты, третий попоено-пропускающий фильтр, усилитель второй промежуточной частоты, пятый аттенюатор. 3 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к СВЧ приемникам, применяемым в системах связи, навигации, а также бортовых и наземных РЛС.

Из уровня техники известен многоканальный СВЧ приемник с двойным преобразованием частоты (Свидетельство на полезную модель RU №7787, опубликовано 1998.09.16, МПК Н04В 1/06), который содержит малошумящий усилитель, первый смеситель частот с цепью формирования сигнала первого гетеродина, усилитель первой промежуточной частоты, первый полосно-пропускающий фильтр, блок автоматической регулировки усиления сигнала со схемой управления, второй полосно-пропускающий фильтр, второй смеситель частот с цепью формирования сигнала второго гетеродина, третий полосно-пропускающий фильтр, усилитель второй промежуточной частоты, а также выключатели, обеспечивающие бланкирование приемного канала от сигналов передатчика.

К недостаткам данного приемника можно отнести отсутствие защиты приемных каналов от воздействия мощных входных сигналов, необходимость передачи сигнала первого гетеродина на 1 высокой частоте, что приводит к потерям в кабельной сети РЛС, а также большое количество вентилей, используемых в схеме.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является СВЧ приемник с двойным преобразованием частоты (патент на изобретение RU №2369962, опубликовано 2009.10.10, МПК

Н04В 1/06). Данный СВЧ приемник с двойным преобразованием частоты содержит делитель мощности, схему управления и n приемных каналов, каждый из которых включает: малошумящий усилитель, вентиль, первый смеситель частот, первый и второй полосно-пропускающие фильтры, усилитель первой промежуточной частоты, второй смеситель частот, усилитель второй промежуточной частоты.

СВЧ приемник с двойным преобразованием частоты дополнительно содержит умножитель частоты, а каждый приемный канал — циклотронное защитное устройство, первый, второй и третий аттенюаторы, второй, третий и четвертый усилители первой промежуточной частоты, направленный ответвитель, третий полосно-пропускающий фильтр, первый и второй переключатели.

К недостаткам данного устройства можно отнести недостаточную помехозащищенность, недостаточную стабильность параметров приемного канала при температурных воздействиях, а также проникновение в полосу сигнала на первой промежуточной частоте сигнала второго гетеродина.

Технический результат предлагаемого технического решения заключается в повышении помехозащищенности устройства от внешних факторов и паразитных излучений, обеспечении высокой стабильности параметров канала при климатических воздействиях, а также в исключении возможности проникновения сигнала второго гетеродина в полосу полезного сигнала при работе с выходным сигналом на первой промежуточной частоте.

Технический результат достигается тем, что заявляемый многоканальный СВЧ приемник с двойным преобразованием частоты содержит делитель мощности, а также схему управления, умножитель частоты и n приемных каналов. Каждый из n каналов включает последовательно соединенные циклотронное защитное устройство, малошумящий усилитель, вентиль, первый смеситель частот, первый полосно-пропускающий фильтр, первый усилитель первой промежуточной частоты, первый переключатель, а также второй полосно-пропускающий фильтр, первый аттенюатор, второй переключатель, второй усилитель первой промежуточной частоты, второй аттенюатор, третий аттенюатор, третий усилитель первой промежуточной частоты, четвертый усилитель первой промежуточной частоты, третий полосно-пропускающий фильтр, второй смеситель частот, усилитель второй промежуточной частоты. При этом он отличается от прототипа тем, что дополнительно содержит коммутатор, каскад термостабилизации, четвертый аттенюатор, третий переключатель, четвертый переключатель, пятый аттенюатор, пятый переключатель.

При этом выход первого усилителя первой промежуточной частоты соединен с первым входом первого переключателя, первый выход первого переключателя соединен с входом второго полосно-пропускающего фильтра, выход которого соединен с первым входом второго переключателя, второй выход первого переключателя соединен с входом первого аттенюатора, выход которого соединен со вторым входом второго переключателя, выход второго переключателя соединен с входом второго усилителя первой промежуточной частоты, выход которого соединен с первым входом второго аттенюатора, выход второго аттенюатора соединен с первым входом третьего аттенюатора, выход которого соединен с входом третьего усилителя первой промежуточной частоты, выход третьего усилителя первой промежуточной частоты соединен с входом каскада термостабилизации, выход которого соединен с первым входом четвертого аттенюатора, выход четвертого аттенюатора соединен с входом третьего переключателя, второй выход которого соединен с входом четвертого усилителя первой промежуточной частоты, выход которого соединен с первым входом четвертого переключателя, первый выход четвертого переключателя соединен с входом третьего полосно-пропускающего фильтра, выход которого соединен с первым входом пятого переключателя, второй выход четвертого переключателя соединен с входом пятого аттенюатора, выход которого соединен со вторым входом пятого переключателя, выход которого соединен с первым входом второго смесителя частот, выход второго смесителя частот соединен с входом усилителя второй промежуточной частоты, при этом выходы делителя мощности соединены со вторым входом вторых смесителей частот всех приемных каналов, выходы схемы управления соединены со вторым входом первых переключателей, с третьим входом вторых переключателей, со вторым входом вторых аттенюаторов, со вторым входом третьих аттенюаторов, со вторым входом четвертых аттенюаторов, со вторым входом четвертых переключателей, с третьим входом пятых переключателей всех приемных каналов, а также с входом переключателя в составе делителя мощности, первый выход которого соединен с входом схемы делителя, а второй выход соединен с входом нагрузки, причем выходы умножителя, частоты соединены со вторым входом первых смесителей частот всех приемных каналов, при этом первый выход третьего переключателя каждого канала соединен с входами коммутатора.

Введение переключателя и согласованной нагрузки в схему делителя многоканального СВЧ приемника с двойным преобразованием частоты позволяет обеспечить развязку сигнала второго гетеродина и полезного сигнала при работе с выходным сигналом на первой промежуточной частоте. Включение в схему каскада термостабилизации позволяет обеспечивать стабилизацию параметров каждого канала при воздействии повышенной и пониженной температуры. Кроме того, смещение второго полосно-пропускающего фильтра в начало тракта позволяет повысить помехозащищенность каналов от внешних факторов и паразитных излучений.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется фигурами

Фиг.1 — Фиг.3, где:

Фиг.1 — структурная схема многоканального СВЧ приемника с двойным преобразованием частоты;

Фиг.2 — структурная схема одного приемного канала;

Фиг.3 — сравнительная таблица параметров прототипа и заявляемого технического решения.

Заявляемый многоканальный СВЧ приемник с двойным преобразованием частоты (Фиг.1) содержит: делитель мощности 1, обеспечивающий формирование сигналов второго гетеродина для каждого приемного канала и состоящий из переключателя, схемы делителя и нагрузки; схему управления 2, обеспечивающую управление работой аттенюаторов и переключателей каждого приемного канала; умножитель частоты 3, обеспечивающий формирование сигналов первого гетеродина для каждого приемного канала; коммутатор 22, обеспечивающий развязку сигнала второго гетеродина и полезного сигнала при работе с выходным сигналом на первой промежуточной частоте, а также n идентичных приемных каналов.

Причем каждый из n приемных каналов (Фиг.2) включает циклотронное защитное устройство (ЦЗУ) 4, на вход которого поступает внешний сигнал с антенного устройства, малошумящий усилитель (МШУ) 5, вход которого соединен с выходом циклотронного защитного устройства (ЦЗУ) 4, развязывающий вентиль 6, вход которого соединен с выходом малошумящего усилителя (МШУ) 5, первый смеситель частот 7, первый вход которого соединен с выходом вентиля 6, а его второй вход соединен с одним из выходов умножителя частоты 3, первый полосно-пропускающий фильтр (ППФ) 8, вход которого соединен с выходом первого смесителя частот 7, первый усилитель первой промежуточной частоты (УПЧ 1) 9, вход которого соединен с выходом первого полосно-пропускающего фильтра (ППФ) 8, первый переключатель 10, первый вход которого соединен с выходом первого усилителя первой промежуточной частоты (УПЧ 1) 9, а второй его вход соединен с выходом схемы управления 2, второй полосно-пропускающий фильтр (ППФ) 11, вход которого соединен с первым выходом первого переключателя 10, первый аттенюатор, вход которого соединен со вторым выходом первого переключателя 10, второй переключатель 13, первый вход которого соединен с выходом второго полосно-пропускающего фильтра (ППФ) 11, второй его вход соединен с выходом первого аттенюатора 12, а третий вход второго переключателя 13 соединен с выходом схемы управления 2, второй усилитель первой промежуточной частоты (УПЧ 1) 14, вход которого соединен с выходом второго переключателя 13, второй аттенюатор 15, первый вход которого соединен с выходом второго усилителя первой промежуточной частоты (УПЧ 1) 14, а его второй вход соединен с выходом схемы управления 2, третий аттенюатор 16, первый вход которого соединен с выходом второго аттенюатора 15, а второй его вход соединен с выходом схемы управления 2, третий усилитель первой промежуточной частоты (УПЧ1) 17, вход которого соединен с выходом третьего аттенюатора 16, каскад термостабилизации 23, вход которого соединен с выходом третьего усилителя первой промежуточной частоты (УПЧ1) 17, четвертый аттенюатор 24, первый вход которого соединен с выходом каскада термостабилизации 23, а второй его вход соединен с выходом схемы управления 2, третий переключатель 25, вход которого соединен с выходом четвертого аттенюатора 24, а первый его выход соединен с входом коммутатора 22, четвертый усилитель первой промежуточной частоты (УПЧ1) 18, вход которого соединен со вторым выходом третьего переключателя 25, четвертый переключатель 26, первый вход которого соединен с выходом четвертого усилителя первой промежуточной частоты (УПЧ1) 18, а второй его вход соединен с выходом схемы управления 2, третий полосно-пропускающий фильтр (ППФ) 19, вход которого соединен с первым выходом четвертого переключателя 26, пятый аттенюатор 27, вход которого соединен со вторым выходом четвертого переключателя 26, пятый переключатель 28, первый вход которого соединен с выходом третьего полосно-пропускающего фильтра (ППФ) 19, второй его вход соединен с выходом пятого аттенюатора 27, а его третий вход соединен с выходом схемы управления 2, второй смеситель частот 20, первый вход которого соединен с выходом пятого переключателя 28, а второй его вход соединен с выходом делителя мощности 1, усилитель второй промежуточной частоты (УПЧ 2) 21, вход которого соединен с выходом второго смесителя частот 20.

На входе каждого приемного канала СВЧ приемника установлено ЦЗУ 4, работающее в режиме пропускания или в режиме защиты.

В режиме пропускания (при входном сигнале малой мощности) ЦЗУ 4 обеспечивает передачу сигнала без искажений и осуществляет предварительную фильтрацию входного сигнала, в том числе по зеркальному каналу первой промежуточной частоты.

В режиме защиты ЦЗУ 4 обеспечивает быстродействующую автоматическую защиту приемных каналов от воздействия мощных входных сигналов. Средняя предельно допустимая мощность входного сигнала достигает значения 250 Вт, а время восстановления чувствительности приемных каналов после воздействия сигнала максимальной мощности составляет не более 50 нс.

Во время работы передатчика РЛС бланкирующий аттенюатор (из состава МШУ), первый и второй цифровые аттенюаторы осуществляют бланкирование приемных каналов СВЧ приемника. Глубина подавления сигнала передатчика в каждом из приемных каналов не менее 120 дБ.

Первый 8, второй 11 и третий 19 полосно-пропускающие фильтры обеспечивают основную фильтрацию принятого сигнала на первой промежуточной частоте. Причем первый полосно-пропускающий фильтр 8 обеспечивает фильтрацию сигнала от паразитных спектральных составляющих на выходе первого смесителя частот 7 и формирует полосу сигнала при работе с выходным сигналом на первой промежуточной частоте, а второй 11 и третий 19 полосно-пропускающие фильтры обеспечивают подавление побочных каналов приема. Подавление побочных каналов приема (при отстройке от fпч1 на ±42 МГц) в режиме «широкой полосы» составляет не менее 60 дБ, а подавление второго зеркального канала приема в режиме «узкой полосы» — не менее 80 дБ.

Усилители первой и второй промежуточной частоты обеспечивают усиление сигналов на соответствующей промежуточной частоте до требуемого уровня. При этом усилители первой промежуточной частоты обеспечивают развязку первого и второго аттенюаторов, второго и третьего полосно-пропускающих фильтров.

Коэффициент передачи приемных каналов по выходам сигналов на первой промежуточной частоте составляет 25 дБ, по выходам сигналов на второй промежуточной частоте 50 дБ.

Первый и второй цифровые аттенюаторы позволяют обеспечить ослабление сигнала на первой промежуточной частоте в диапазоне от 0 до 63 дБ с шагом 1±0,3 дБ.

Многоканальный СВЧ приемник с двойным преобразованием частоты обеспечивает выдачу на выходы сигналов на первой промежуточной частоте (полоса пропускания 300 МГц) и сигналов на второй промежуточной частоте (в режиме «широкой полосы» — полоса пропускания 32 МГц, в режиме «узкой полосы» — полоса пропускания 16 МГц) для последующего аналого-цифрового преобразования.

Работа заявляемого многоканального СВЧ приемника с двойным преобразованием частоты осуществляется следующим образом.

Принимаемый антенной сигнал поступает на вход циклотронного защитного устройства (ЦЗУ) 4 (журнал «Электронная техника», серия СВЧ техника, выпуск 1 (481), 2003 г. стр.24-30). ЦЗУ 4 работает в режиме пропускания или в режиме защиты. В режиме пропускания (при входном сигнале малой мощности) ЦЗУ 4 обеспечивает передачу сигнала без искажений с малыми потерями, при этом осуществляется предварительная фильтрация входного сигнала, в том числе по первому зеркальному каналу.


В режиме защиты ЦЗУ 4 обеспечивает быстродействующую автоматическую защиту приемного канала от воздействия мощных входных сигналов. Если мощность входного сигнала превышает пороговый уровень, автоматически осуществляется развязка входа и выхода ЦЗУ 4.

С выхода ЦЗУ 4 сигнал поступает на вход МШУ 5, усиливается и через развязывающий вентиль 6 поступает на первый вход первого смесителя частот 7, в котором с помощью сигнала первого гетеродина fгет1 от умножителя частоты 3 преобразуется в сигнал на первой промежуточной частоте fпч1 данного приемного канала.

Формирование сигнала первого гетеродина fгет1 осуществляется умножителем частоты 3, на вход которого подается опорный сигнале с частотой (fгет1 /4).

Сигнал на первой промежуточной частоте fпч1 данного приемного канала с помощью первого ППФ 8, который является широкополосным фильтром, фильтруется от паразитных спектральных составляющих, усиливается первым УПЧ1 9.

Первый переключатель 10 и второй переключатель 13 по сигналам со схемы управления 2 обеспечивают работу приемного канала в режиме «широкой полосы» на второй промежуточной частоте, пропуская сигнал через второй ППФ 11, или в режиме сверхвысокого разрешения на первой; промежуточной частоте, пропуская сигнал через первый аттенюатор 12. Сигнал с выхода второго переключателя 13 поступает на вход второго УПЧ1 14. Далее усиленный сигнал направляется последовательно на второй аттенюатор 15 и третий аттенюатор 16, где регулируется по уровню с помощью сигналов от схемы управления и направляется на третий УПЧ1 17. После чего усиленный сигнал поступает на каскад термостабилизации 23, который позволяет сохранять коэффициент передачи постоянным в рабочем диапазоне температур. Далее сигнал поступает на четвертый аттенюатор 24, управляемый сигналами со схемы управления 2 и обеспечивающий возможность перестройки коэффициента передачи, и третий переключатель 25. По сигналам со схемы управления 2 сигнал с выхода третьего переключателя 25 поступает на выход приемника на частоте fпч1 или для дальнейшего усиления на четвертый УПЧ1 18. С выхода четвертого УПЧ1 18 усиленный сигнал через четвертый переключатель 26 поступает с одного выхода на третий ППФ 19, обужающий полосу пропускания и обеспечивающий режим работы «узкая полоса», а со второго выхода четвертого переключателя 26 сигнал поступает на пятый аттенюатор 27, регулируется по уровню и через пятый переключатель 28 подается на первой промежуточной частоте fпч1 на первый вход второго смесителя частот 20, в котором с помощью сигнала второго гетеродина fгет2. поступающего с делителя мощности 1, преобразуется в сигнал на второй промежуточной частоте fпч2 данного приемного канала, который усиливается УПЧ2 21 и подается на выход устройства.

Поскольку все приемные каналы заявляемого СВЧ приемника с двойным преобразованием частоты идентичны, то работа каждого из них осуществляется описанным выше образом.

Для подтверждения возможности реализации данного технического решения в соответствии с предложенной схемой был изготовлен опытный образец четырехканального СВЧ приемника с двойным преобразованием частоты для бортовой РЛС Х-диапазона.

Данный СВЧ приемник осуществляет прием сигналов от фазированной антенной решетки РЛС в полосе частот 800 МГц по четырем каналам: суммарному, разностно-угломестному, разностно-азимутальному и компенсационному.

На входе каждого приемного канала СВЧ приемника установлено ЦЗУ 4, работающее в режиме пропускания или в режиме защиты.

В режиме пропускания (при входном сигнале малой мощности) ЦЗУ 4 обеспечивает передачу сигнала без искажений с потерями порядка 1 дБ и осуществляет предварительную фильтрацию входного сигнала. При этом подавление сигнала первого зеркального канала составляет не менее 60 дБ.

В режиме защиты ЦЗУ 4 обеспечивает быстродействующую автоматическую защиту приемных каналов от воздействия мощных входных сигналов. Средняя предельно допустимая мощность входного сигнала достигает значения 250 Вт, а время восстановления чувствительности приемных каналов после воздействия сигнала максимальной мощности составляет не более 50 нс. При этом обеспечивается работа СВЧ приемника в широкой полосе частот (до 800 МГц) с сохранением высокой чувствительности (коэффициент шума порядка 2,8 дБ).

Во время работы передатчика РЛС бланкирующий аттенюатор (из состава МШУ), второй 15 и третий 16 цифровые аттенюаторы осуществляют бланкирование приемных каналов СВЧ приемника. Глубина подавления сигнала передатчика в каждом из приемных каналов не менее 120 дБ.

Первый 8, второй 11 и третий 19 полосно-пропускающие фильтры обеспечивают основную фильтрацию принятого сигнала на первой промежуточной частоте. Причем первый полосно-пропускающий фильтр 8 обеспечивает фильтрацию сигнала от паразитных спектральных составляющих на выходе первого смесителя частот 7 и формирует полосу сигнала при работе с выходным сигналом на первой промежуточной частоте, а второй 11 и третий 19 полосно-пропускающие фильтры обеспечивают подавление побочных каналов приема. Подавление побочных каналов приема (при отстройке от fпч1 на ±42 МГц) в режиме «широкой полосы» составляет не менее 60 дБ, а подавление второго зеркального канала приема в режиме «узкой полосы» — не менее 80 дБ.

Усилители первой и второй промежуточной частоты обеспечивают усиление сигналов на соответствующей промежуточной частоте до требуемого уровня.

Коэффициент передачи приемных каналов по выходам сигналов на первой промежуточной частоте составляет 25 дБ, по выходам сигналов на второй промежуточной частоте — 50 дБ.

Второй и третий цифровые аттенюаторы позволяют обеспечить ослабление сигнала на первой промежуточной частоте в диапазоне от 0 до 63 дБ с шагом 1±0,3 дБ.

Четырехканальный СВЧ приемник с двойным преобразованием частоты обеспечивает выдачу на выходы сигналов на первой промежуточной частоте (полоса пропускания 300 МГц) и сигналов на второй промежуточной частоте (в режиме «широкой полосы» — полоса пропускания 32 МГц, в режиме «узкой полосы» — полоса пропускания 16 МГц) для последующего аналого-цифрового преобразования.

Первый переключатель 10 и второй переключатель 13 по сигналам схемы управления 2 обеспечивают работу приемного канала в режиме «узкой полосы» или в режиме «широкой полосы». В режиме «узкой полосы» сигнал дополнительно фильтруется третьим ППФ 19, обужающим полосу пропускания. Последовательное подключение через четвертый УПЧ1 18 двух полоснопропускающих фильтров: фильтра «широкой полосы» 11 и фильтра «узкой полосы» 19 позволяет обеспечить требуемую полосу частот данного приемного канала в режиме «узкой полосы». В режиме «широкой полосы» сигнал ослабляется третьим аттенюатором 16 на величину затухания, вносимую третьим ППФ 19.

Повышение помехозащищенности от внешних факторов и паразитных излучений реализуется за счет установки в начало тракта преобразования и усиления полосно-пропускающего фильтра (второй ППФ), формирующего полосу пропускания «широкая полоса» и снижающего уровень внеполосного излучения, поступающего в тракт и повышающего избирательность приемного канала в целом. При этом установленные переключатели позволяют отключать данный фильтр с целью обеспечения формирования широкополосного сигнала при работе с выходным сигналом на первой промежуточной частоте.

Введение в схему делителя переключателя, управляемого сигналами со схемы управления, позволяет исключить возможность проникновения сигнала второго гетеродина в полосу полезного сигнала при работе на первой промежуточной частоте. В данном режиме сигнал второго гетеродина подается на согласованную нагрузку и отключается от выходов делителя, обеспечивая развязку сигнала fг2 с приемным каналом.

Установленный в середину приемного канала каскад термостабилизации состоит из комплекса активных элементов, обеспечивающих малое изменение коэффициента передачи (±2 дБ) во всем диапазоне рабочих температур. Введенный коммутатор 22 обеспечивает возможность переключения сигналов на первой промежуточной частоте с различных каналов на один выход.

Установленный в схему цифровой аттенюатор 24 обеспечивает возможность быстрого изменения коэффициента передачи для различных режимов работы СВЧ-приемника в составе РЛС.

Результаты, полученные при испытаниях опытного образца многоканального СВЧ приемника с двойным преобразованием частоты, приведены в таблице Фиг.3, где отражены сравнительные параметры СВЧ приемника, взятого за прототип, и заявляемого многоканального СВЧ приемника с двойным преобразованием частоты. Сравнительный анализ полученных результатов позволяет сделать вывод о том, что заявляемый многоканальный СВЧ приемник с двойным преобразованием частоты имеет лучшую помехозащищенность каналов от внешних факторов и паразитных излучений; содержит каскад термостабилизации параметров, обеспечивает развязку сигнала при работе на первой промежуточной частоте и сигнала второго гетеродина; возможность коммутации сигналов на первой промежуточной частоте с различных каналов на один выход приемника, улучшение технических характеристик.

СВЧ приемник с двойным преобразованием частоты, содержащий делитель мощности, схему управления, умножитель частоты и n приемных каналов, каждый из которых включает последовательно соединенные циклотронное защитное устройство, малошумящий усилитель, вентиль, первый смеситель частот, первый полосно-пропускающий фильтр, первый усилитель первой промежуточной частоты, первый переключатель, а также второй полосно-пропускающий фильтр, первый аттенюатор, второй переключатель, второй усилитель первой промежуточной частоты, второй аттенюатор, третий аттенюатор, третий усилитель первой промежуточной частоты, четвертый усилитель первой промежуточной частоты, третий полосно-пропускающий фильтр, второй смеситель частот, усилитель второй промежуточной частоты, отличающийся тем, что дополнительно содержит коммутатор, а каждый приемный канал дополнительно включает каскад термостабилизации, четвертый аттенюатор, третий переключатель, четвертый переключатель, пятый аттенюатор, пятый переключатель, при этом первый выход первого переключателя соединен с входом второго полосно-пропускающего фильтра, выход которого соединен с первым входом второго переключателя, второй выход первого переключателя соединен с входом первого аттенюатора, выход которого соединен со вторым входом второго переключателя, выход второго переключателя соединен с входом второго усилителя первой промежуточной частоты, выход которого соединен с первым входом второго аттенюатора, выход которого соединен с первым входом третьего аттенюатора, выход которого соединен с входом третьего усилителя первой промежуточной частоты, выход третьего усилителя первой промежуточной частоты соединен с входом каскада термостабилизации, выход которого соединен с первым входом четвертого аттенюатора, выход четвертого аттенюатора соединен с входом третьего переключателя, второй выход которого соединен с входом четвертого усилителя первой промежуточной частоты, выход которого соединен с первым входом четвертого переключателя, первый выход четвертого переключателя соединен с входом третьего полосно-пропускающего фильтра, выход которого соединен с первым входом пятого переключателя, второй выход четвертого переключателя соединен с входом пятого аттенюатора, выход которого соединен со вторым входом пятого переключателя, выход которого соединен с первым входом второго смесителя частот, выход второго смесителя частот соединен с входом усилителя второй промежуточной частоты, при этом выходы делителя мощности соединены со вторым входом вторых смесителей частот всех приемных каналов, выходы схемы управления соединены со вторым входом первых переключателей, с третьим входом вторых переключателей, со вторым входом вторых аттенюаторов, со вторым входом третьих аттенюаторов, со вторым входом четвертых аттенюаторов, со вторым входом четвертых переключателей, с третьим входом пятых переключателей всех приемных каналов, а также с входом переключателя в составе делителя мощности, первый выход которого соединен с входом схемы делителя, а второй выход соединен с входом нагрузки, причем выходы умножителя частоты соединены со вторым входом первых смесителей частот всех приемных каналов, при этом первый выход третьего переключателя каждого канала соединен с входами коммутатора.

Хобби — сделай сам

Простейший детекторный радиоприемник далек от совершенства. Дело в том, что он не обладает никакой избирательностью, то есть не способен выделить сигнал нужной нам радиостанции среди других сигналов, действующих в приемной антенне. А это значит, что передачи всех этих станций будут слышны одновременно.

Для устранения этого недостатка необходим колебательный контур. Его образуют катушка индуктивности и конденсатор, включенные параллельно. Основное достоинство этого несложного устройства в том, что оно повышает напряжение определенной частоты больше всех других. Тем самым колебательный контур как бы выбирает из множества высокочастотных сигналов, принятых антенной, только один, принадлежащий определенной радиостанции. Это замечательное свойство контура называется избирательностью.

Теперь познакомьтесь с работой детекторного радиоприемника. Его постройка не займет у вас много времени. Устройство состоит из катушки индуктивности с двумя обмотками L1 и L2 (рис. 1), конденсатора переменной емкости С1, детектора V1, конденсатора С2 и головных высокоомных телефонов B1 марки ТОН-1 или ТОН-2.

Принятый антенной W1 высокочастотный сигнал поступает на обмотку L1, содержащую 30 витков провода ПЭВ 0,32. Рядом с ней расположена обмотка L2 (100 витков ПЭВ 0,32), которая совместно с переменным конденсатором С1 образует колебательный контур, настраиваемый на волну желаемой радиостанции. Из-за близкого взаимного расположения обмоток между ними осуществляется трансформаторная связь, то есть передача ВЧ энергии от L1 к L2. Начальная емкость С1 1525 пФ, конечная 500550 пФ.

Для намотки катушек изготовьте бумажный каркас 025 и длиной 75 мм, А чтобы он имел правильную цилиндрическую форму, склейте его на круглой деревянной болванке подходящего размера, обернув ее одним-двумя слоями тонкой бумаги, — готовый каркас тогда будет легче снять.

Проколите шилом четыре отверстия на расстоянии 6 мм от края каркаса и между центрами отверстий (рис. 2). Еще одно отверстие проколите на расстоянии 14 мм от того же края каркаса. Затем вставьте в него конец обмоточного провода и выведите его через одно из нижних отверстий. Намотайте на каркас 100 витков провода, проколите вблизи конца обмотки еще одно отверстие, пропустите в него провод и закрепите его в одном из свободных отверстий у края цилиндра.

Новое отверстие проколите на расстоянии 3 мм от верхнего края обмотки L2 и намотайте на каркас 30 витков провода, которые будут служить обмоткой L1. Наматывать ее надо в том же направлении, что и вторичную. Конец обмотки закрепите указанным способом.

Вырежьте из картона кружок такого же диаметра, как внутренний диаметр катушки, и вклейте его. Теперь изготовьте из фанеры толщиной 23 мм плату размером 75X125 мм. По краям прибейте к ней брусочки высотой по 2025 мм. Сверху к плате привинтите катушку, установите там же переменный конденсатор, монтажную планку с диодом Д2 или Д9, клеммы для подсоединения антенны и заземления, гнезда подключения телефонов и спаяйте между собой детали в соответствии со схемой.

Подсоедините антенну и заземление и, вращая ротор переменного конденсатора, настройтесь на какую-либо радиостанцию в диапазоне средних волн. Подбирая емкость конденсатора С2, установите нужный тембр звучания. (Конечно здесь не нужна конфигурация конденсаторных установок. мы используем всего лишь миниатюрный конденсатор.)

Корпус для радиоприемника изготовьте в зависимости от размеров примененного конденсатора переменной емкости.

Громкость звучания детекторного радиоприемника значительно возрастет, если к нему добавить усилитель низкой частоты (рис. 3). Головной телефон В1 включен в коллекторную цепь транзистора V2 последовательно с источником питания GB1 на 4,5 В батареей 3336Л.

Продетектированный диодом VI сигнал радиостанции фильтруют высокие частоты замыкают через конденсатор С2 относительно большой емкости на землю, а электрические колебания низкой частоты поступают в цепь базы транзистора V2. Благодаря его усилительным свойствам эти слабые электрические колебания становятся значительно мощнее в коллекторной цепи V2.

А как добиться, чтобы усиление каскада было максимальным? При помощи резистора R1 устанавливают определенный уровень напряжения смещения на базе транзистора V2, которое определяет его коллекторный ток. От его величины и зависят усилительные свойства полупроводникового триода. Подбирая сопротивление R1, устанавливают постоянный ток коллектора 1к не менее 0,3 0,5 мА. При этом величина R1 определяется напряжением питания Е (В) и коэффициентом усиления h21Э применяемого транзистора по приближенной формуле:

Если, например, нужно установить ток коллектора 1К=0,5 мА при напряжении питания 4,5 В, тогда сопротивление резистора смещения R1 будет равно:

Следовательно, сопротивление R1 зависит от применяемого транзистора. Если h21Э= 20, то Rl = 20.9 = 180 кОм, при h21Э=50, Rl=450 кОм. А поскольку транзисторы даже одного типа имеют существенный разброс величины h21Э, то значение этого параметра следует обязательно проверить по прибору и в каждом конкретном случае произвести подбор сопротивления резистора R1.

Из-за начального смещения диод VI оказался включенным в прямом направлении, и часть тока, предназначенного для базы, будет протекать через него. Для компенсации потери тока смещения сопротивление резистора R1 следует уменьшить в 23 раза по сравнению с расчетным значением.

Детекторный радиоприемник можно заставить работать громче, добавив еще один каскад усиления НЧ (рис. 6). Наушник теперь включен в цепь коллектора V3, а на его прежнее место установлен постоянный резистор R2. Переменный ток, усиленный транзистором V2 и выделенный на резисторе R2, поступает через переходной конденсатор СЗ на базу V3 для дальнейшего усиления. При этом ток коллектора выходного транзистора теперь будет составлять 510 мА и громкость приема значительно возрастет. Начальное напряжение смещения транзистора V3 устанавливают резистором R3.

Для того чтобы передача переменного тока звуковой частоты с выхода первого транзистора на вход второго происходила с наименьшими потерями, емкость конденсатора СЗ должна быть достаточно большой, в пределах 10 15 мкФ. Такую емкость имеют электролитические конденсаторы К50-3, К50-6, К50-12 и др.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *