УКВ ЧМ радиоприемник с синтезатором частоты

Использование в предлагаемом супергетеродинном УКВ ЧМ приемнике синтезатора частоты в качестве гетеродина позволяет обеспечить существенно большую точность и стабильность частоты настройки в отличие от настройки переменным конденсатором.

Предлагаемый приемник обеспечивает прием сигналов УКВ ЧМ радиостанций стереофонического вещания по системе с пилот-тоном в диапазоне 88...108 МГц.  Шаг перестройки составляет 0.05 МГц. напряжение питания — 9 В. потребляемый ток — 90 мА, реальная чувствительность — около 3 мкВ Приемник имеет линейный выход который подключают ко входу стереофонического УЗЧ.
Управлять приемником можно с помощью восьми кнопок, шесть из которых предназначены для выбора заранее настроенного канала приема (радиостанции), а две — для настройки "вверх" и "вниз" по частоте Для тех, кто предпочитает покрутить ручку настройки,  имеется валкодер (энкодер). Индикация частоты осуществляется четырехразрядным семиэлементным светодиодным индикатором При кажущейся сложности этот приемник прост в сборке и настройке. Он состоит из двух узлов — тюнера и блока управления, каждый из которых собран на отдельной печатной плате.

Рис.1 Схема тюнера

Схема тюнера показана на рис. 1. Он собран на микросхеме однокристального супергетеродинного стереофонического УКВ приемника ТЕА5711 и синтезаторе частоты LM7001J Сигнал гетеродина приемника ТЕА5711 с вывода 23 через разделительный конденсатор С13 поступает на вход фазового детектора синтезатора частоты LM7001J (вывод 11) Принцип работы этого синтезатора подробно описан в [1]. На выходе фазового детектора (вывод 14) формируется сигнал управления, он поступает на активный инвертирующий ФНЧ, собранный на транзисторах VT1 и VT2, с выхода которого через резисторы R3 и R4 он попадает на варикапы VD1 и VD2. С их помощью осуществляется перестройка контура усилителя ВЧ L2C7VD1 и контура гетеродина L3C9VD2 Входной контур L1СЗ широкополосный и поэтому неперестраиваемый. Прием осуществляется на антенну — отрезок провода длиной около 40 см

Рис.2 Основа блока управления — микроконтроллер PIC16F628A

Основа блока управления (рис. 2) - микроконтроллер PIC16F628A (DD1) Для увеличения числа линий управления применен сдвиговый регистр с защелкой 74НС595 (DD2) В устройстве применена динамическая индикация — элементы в различных разрядах зажигаются поочередно на определенные интервалы времени. Питающее напряжение на каждый из разрядов индикатора HG1 поступает через транзисторы VT1 — VT4, которыми управляет  микроконтроллер  DD1.
"Включение" элементов в каждом разряде осуществляется выходными сигналами регистра DD2. Резисторы R7—R14 — токоограничивающие.
Формат индикации частоты — XXX.X МГц, т. е. единицы мегагерц и сотни килогерц разделены десятичной точкой. Поскольку шаг перестройки составляет 0,05 МГц, для индикации частоты XXX.Х5 МГц "зажигается" десятичная точка в младшем разряде (XXX.X.). К выходам регистра DD2 подключены и кнопки управления SB1—SB8. Опрос их состояния осуществляется одновременно с динамической индикацией а для предотвращения шунтирования элементов индикатора замкнутыми контактами кнопок установлен резистор R6.
Применены постоянные резисторы С2-23, Р1-4, подстроечный — СПЗ-19а, СПЗ-38а, оксидные конденсаторы — импортные, остальные — керамические К10-17. Номиналы резисторов и конденсаторов в блоке управления могут отличаться от указанных в пределах ±20 %. Стабилизатор 7805 заменим на КР142ЕН5А, транзисторы КТ3102Б — на любые транзисторы серии КТ3102, а транзисторы КТ3107 — на любые из серии КТ3107. Светодиодный индикатор с общим анодом LTC-5623 можно заменить на аналогичные по цоколевке. Например  RL-F5620.   Если подходящий индикатор приобрести окажется невозможным, его можно заменить на четыре отдельных одноразрядных светодиодных семиэлементных индикатора с общим анодом, объединив одноименные выводы элементов, но для этого потребуется изменить рисунок печатной платы. Микросхемы ТЕА5711 и LM7001 желательно установить в панели для исключения перегрева при пайке.

Светодиод можно применить любого цвета свечения, например, из серии АЛ307. Кварцевый резонатор — HC49/U или HC49/US, фильтры ПЧ ZQ1, ZQ2 - пьезокерамические CFE10.7 МГц, резонатор ЧМ детектора ZQ4 — также пьезокерамический CDA10.7 МГц. S1 — энкодер инкрементный PEC12-4220F-S0012, кнопки — TS-A6PG-130.  Все катушки наматывают виток к витку проводом ПЭЛ или ПЭВ диаметром 0,5 мм. Катушку L1 — на оправке 4 мм, она содержит 7 витков, a L2 и L3 — на оправке диаметром 3 мм и содержат они 10 и 12 витков соответственно. Для питания радиоприемника необходим  стабилизированный блок питания с выходным напряжением 9 В.
Все детали монтируют на печатных платах тюнера (рис. 3) и блока управления (рис. 4). Их изготавливают из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5...2 мм любым доступным способом например, с помощью пленочного фоторезиста [2]. На плате управления сначала монтируют проволочные перемычки (6 шт.), а затем остальные элементы. Внешний вид смонтированных плат показан на рис. 5 и рис. 6

Рис.5 Внешний вид тюнера

Налаживание проводят в следующей последовательности. Прежде всего проверяют монтаж платы управления и подают на нее питающее напряжение. Нажатием на кнопки SB1—SB6 выбирают соответствующий канал, при этом на индикатор выводится ранее установленная частота этого канала. При нажатии на кнопки SB7 "Частота -", SB8 "Частота +" или вращении энкодера должна изменяться частота настройки в выбранном канале. При смене канала настройка предыдущего канала автоматически запоминается При выключении питания запоминается последний канал приема, на него будет настроен приемник при последующем включении питания.
Затем соединяют платы между собой. Выход тюнера подключают к стереофоническому усилителю, например, к активным компьютерным колонкам. Подключают антенну и настраиваются на радиостанцию в верхней части диапазона. Далее, последовательно уменьшая длину провода антенны и раздвигая витки катушки L2, добиваются наилучшего качества приема сигнала этой радиостанции. Затем подстроечным резистором R7 устанавливают такой режим работы стереодекодера, при котором все радиостанции принимаются в режиме стерео, о чем сигнализирует светящийся светодиод HL1. На этом настройку можно считать законченной. Платы устанавливают в корпус подходящего размера. Для антенны и индикатора делают в нем соответствующие отверстия. Для подключения к усилителю ЗЧ следует применить экранированные провода.

Т. НОСОВ, г. Саратов
Радио, №06, 2010г

ЛИТЕРАТУРА
1 Темерев А. Микросхемы серии LM7001 для синтезатора частот (Справочный листок) — Радио, 2003, № 4, с. 49, 50.
2. Шмарин И. Изготовление печатной платы с помощью пленочного фоторезиста — Радио, 2009, № 5, с 28