Packet2.htm 3. АМ- И ЧМ- радиоконвертеры В практике радиоприема нередко возникает необходимость преобразовывать сигналы одной частоты в другую. Например, частоты радиостанций КВ-диапазона в частоты СВ-диапазона, частоты УКВ-диапазона — 65-74 МГц в УКВ-диапазон частот 87-108 МГц и наоборот. Это расширяет возможности существующих радиосредств. Например, прослушивать радиостанции КВ-диапазона на радиоприемниках, имеющих СВ-диапазон, использовать импортные радиоприемники для прослушивания радиостанций в отечественном диапазоне и отечественных радиоприемников для приема радиостанций западного стандарта частот. Нередко возникает проблема преобразования частот в рамках одного какого-нибудь диапазона: KB — в KB, УКВ — в УКВ и т.д. Поставленные задачи наиболее просто решаются использованием специальных устройств — радиоконвертеров, называемых обычно просто конвертерами. Эти устройства преобразуют сигналы из одних частот в другие. Обычно используют конвертеры для преобразования радиосигналов в диапазонах СВ и KB (сигналы с амплитудной модуляцией) и УКВ (частотная модуляция). Такие конвертеры часто называют, соответственно, AM- и ЧМ-конвертерами. Хотя встречаются АМ-устройства — для УКВ-диапазона и ЧМ — для KB-, СВ- и даже для ДВ-диапазона.
Конвертер, как правило, представляет собой супергетеродинный радиоприемник с обычно неперестраиваемым гетеродином. Кстати, достаточно часто конвертеры имеют коэффициент усиления больше единицы, т.е. производят усиление сигнала. За счет преобразования радиосигнала повышается общая помехозащищенность радиоприема. В основе схемы конвертера обычно лежит схема смесителя и генератора (гетеродина), осуществляющих преобразование частоты сигнала. Принцип преобразования основан на получении разности или суммы частот входного сигнала и частоты гетеродина: разность — для преобразования из большей частоты в меньшую, сумма — из меньшей частоты в более высокую. Полученная разностная (или суммарная) частота и является выходным сигналом конвертера и, соответственно, входным сигналом для последующего приемника. На рис.3.1 представлены примеры типовых схем генераторов, часто используемых в гетеродинах конвертеров. Для обеспечения предварительного усиления входных радиосигналов в составе конвертеров применяют одно- или многотранзисторные усилители высоких частот — УВЧ. На рис.3.2-рис.3.4 представлены несколько вариантов схем АМ-конвертеров, осуществляющих преобразование радиосигналов из диапазона сигналов KB в радиодиапазон СВ. При этом приведены два варианта схем и конструкций конвертеров: первый — настройка на частоты радиостанций СВ-радиоприемником, второй — элементами конвертера при фиксированной настройке радиоприемника. Выбирая схему конвертера, следует учитывать, что первый вариант проще и дешевле второго. На рис.3.2 представлена одна из схем АМ-конвертера (KB в СВ) с настройкой на необходимую частоту (радиостанции КВ-диапазона) СВ-радиоприем-
ником. Данный конвертер обеспечивает радиоприем КВ-радиостанций в четырех поддиапазонах: 14 м, 20 м, 25 м, 41 м. Конвертер состоит из гетеродина (Т2) и усилителя-смесителя (T1). Гетеродин выполнен по схеме индуктивной трехточки. Напряжение гетеродина подается в эмиттерную цепь смесителя. Входной контур (L1, L2-C7,C8/C11,C12/C15,C16/ C19C20) — широкополосный, настроен на середину каждого КВ-диапазона (14 м, 20 м, 25 м, 41 м). Контур гетеродина настраивается так, чтобы при настройке на среднюю частоту каждого КВ-поддиапазона на выходе конвертера получились разностные составляющие с промежуточной частотой, находящейся в середине средневолнового диапазона. Выбор соответствующего поддиапазона осуществляется с помощью переключателя. Выход конвертера подключается к антенному входу СВ-радиоприемника. В качестве антенны конвертера используется отрезок медного провода. Радиоэлементы: R1=15k, R2=10к, R3=ЗОО, R4=1k, R5=6.2к, R6=3к, R7=13, R8=1к, R9=27; С1=10н, C2=6.8н, С3=10н, С4=10н, С5=10н, С6=6.8н, С7=30, С8=6-25, С9=47, С10=6-25, С11=47, С12=6-25, С13=91, С14=6-25, С15=180, С16=6-25, С17=220, С18=6-25, С19=390, С20=6-25, С21=620,С22=6-25; Т1, Т2 — ГТ311 или аналогичные, могут быть использованы кремниевые транзисторы, например, КТ3102, КТ315 и т.д. Конденсаторы типа КЛС, КМ, КД и т.д. Катушки наматывают на каркасах 5 мм. L1, L2 размещены на общем каркасе на расстоянии 5 мм одна от другой. L1 — 22 витка ПЭЛШО 0.2, внавал, ширина 5 мм. L2—8 витка ПЭЛ 0.64, с шагом 1.5 мм. L3 — 13.5 витка ПЭЛ 0.41, с шагом 0.5 мм, отводы от 0.5 и 8.5 витков, считая от заземленного вывода. L4 — дроссель, 60 витков ПЭЛ 0.12, внавал, ширина 10 мм. Переключатель КВ-поддиапазонов S1 — П2К. На рис.3.3 представлен еще один вариант АМ-конвертера (KB в СВ) с фиксированной частотой гетеродина и настройкой СВ-радиоприемником. Этот конвертер обеспечивает радиоприем КВ-радиостанций в диапазонах: 25 м, 31 м, 41 м, 49 м, 52 м.
На рис.3.4 представлен один из вариантов АМ-конвертера (KB в СВ) с перестраиваемыми частотами входного контура и гетеродина и фиксированной выходной частотой (СВ). Этот конвертер обеспечивает радиоприем КВ-радиостанций в диапазонах: 25 м, 31 м, 41 м, 49 м, 52 м.
Следует заметить, что приведенный конвертер с перестраиваемыми частотами входного контура и фиксированной выходной частотой фактически является обычной и стандартной частью супергетеродинного радиоприемника и всегда присутствуют в его составе. Это его УВЧ и гетеродин. Для такого узла выходная частота составляет стандартную фиксированную величину — 465 кГц. В последнее время более широкое распространение получили ЧМ-конвер-теры УКВ-диапазонов. Это объясняется сравнительно простыми схемами, конструкциями, малыми габаритами и высоким качеством радиопередач, связанных с особенностями ЧМ-модуляции. На рис.3.5 представлены схемы ЧМ-конвертеров, осуществляющих преобразование радиосигналов из диапазона 65.8-73 МГц в диапазон частот 95.8-103 МГц. Данные устройства позволяют прослушивать радиостанции традиционного отечественного диапазона на импортных радиоприемниках и магнитолах. В схеме конвертера — рис.3.5.а использованы два полевых транзистора. На T1 собран усилитель и смеситель, на Т2 — гетеродин. Частота гетеродина — 30 МГц. Частота выходного сигнала равна частоте входного плюс частота гетеродина. Ввод данного устройства подключается к антенне, в качестве которой может быть использована телескопическая антенна или кусок толстого медного провода. Выход конвертера подключается к антенному входу или непосредственно к телескопической антенне используемого радиоприемника.
Настройка Подстроечником катушки L2 устанавливается частота гетеродина равной 30 МГц, с помощью подстроечника L1 входной контур настраивается на середину отечественного диапазона. Приведенную схему можно использовать как для преобразования радиочастот из отечественного диапазона ( 65-73 МГц ) в зарубежный ( 87-108 МГц ), так и наоборот — из 87-108 МГц в 65-73 МГц. Данный конвертер можно использовать и для других частотных диапазонов. В этих случаях параметры используемых контуров и частоты гетеродина конвертера корректируют в зависимости от выбранных частот входного и выходного сигналов. На рис.3.5.б приведена схема конвертера повышенной чувствительности. Для этого к схеме конвертера, представленной и описанной выше, добавлен усилитель высокой частоты на р-n-р транзисторе. Для обеспечения преемственности
описания в новой схеме сохранена нумерация сходных элементов предыдущей схемы рис.3.5.а.
На рис.3.6 приведены схемы УКВ-конвертеров на биполярных транзисторах. Приведенные параметры радиоэлементов предназначены для преобразования частот диапазона 65-73 МГц в 87-108 МГц. Это позволяет принимать на импортные радиоприемники передачи отечественных радиостанций. Схемы отличаются доступностью деталей, простотой конструкций и настройки.
На печатной плате катушки Li и Ъг располагаются под углом 90 градусов друг к другу.
На печатной плате катушки L1 и L2 располагаются под углом 90 градусов друг к другу. К недостаткам приведенных схем следует отнести, например, нестабильность частоты гетеродина. Это вызвано нестабильностью параметров LC-KOH-тура. Схему конвертера можно существенно улучшить, если работу гетеродина стабилизировать кварцевым резонатором. На рис.3.6.в приведена схема улучшенного варианта конвертера УКВ-диа-пазона. Частота гетеродина стабилизирована кварцевым резонатором.
На рис.3.7 представлены две схемы УКВ-конвертеров, в конструкциях которых использованы полевые транзисторы с изолированными затворами — МОП-транзисторы. Это позволяет упростить схемы при повышении их качественных параметров. Гетеродины выполнены по стандартным схемам. МОП-транзисторы применены в УВЧ.
На рис.3.7.б представлена схема аналогичного конвертера, отличающаяся от предыдущей наличием дополнительного УВЧ на транзисторе. Это позволяет повысить чувствительность конвертера.
На рис.3.8 представлена схема УКВ ЧМ-конвертера, осуществляющего преобразование радиосигналов частотного диапазона 128-148 МГц в 88-108 МГц.
На рис.3.9 представлена схема и устройство УКВ ЧМ-конвертера радиосигналов диапазона 430 МГц в 88-108 МГц.