УКВ тюнер с диапазоном 66...108 МГц

Предлагаемый тюнер отличается широким диапазоном, включающим УКВ-1 и УКВ-2, высокой стабильностью настройки и кнопочным управлением. Тюнер рассчитан на приём частотно-модулированных сигналов радиовещательных станций в диапазоне 66... 108 МГц. На его выходе формируется сигнал, который подаётся на вход УМЗЧ. Информация о частоте приёма отображается на ЖК индикаторе. Устройство отличается высокой стабильностью настройки, так как применён синтезатор частоты.

Тюнер состоит из двух блоков: управления и приёмного. Принцип работы блока управления почти аналогичен описанному в [1], его схема показана на рис. 1. Блок собран на широко распространённом микроконтроллере ATtiny2313, который поставляется с завода с включённым внутренним генератором. Он и используется, поэтому в данном случае не требуется внешний кварцевый резонатор. Микросхема DA1 запускает программу микроконтроллера DD1 после включения питания, а также перезапускает её в случае аварийного уменьшения напряжения ниже 4,2 В и восстановления до номинального значения. Микроконтроллер DD1 управляет синтезатором частоты, а также выводит информацию на ЖК индикатор HG1 и получает информацию с кнопок управления SB1—SB5.  Кнопками  SB1 "Up" и SB2 "Down" выбирают нужную ячейку памяти, затем нажимают на кнопку SB3 "Mem" и теми же кнопками устанавливают нужную частоту. После этого снова нажимают на кнопку SB3 "Mem", при этом на экране кратковременно появится надпись "Saved", что свидетельствует о записи частоты в ячейку памяти. Всего в памяти можно сохранить   32 значения   частоты   настройки. Любую из них легко выбрать кнопками. При нажатии на кнопку SB4 "Scan" происходит сканирование по частоте в пределах диапазона с шагом 25 кГц. Теперь, если нажать на кнопку SB5 "Stop", сканирование остановится и продолжится через несколько секунд, но если за это время успеть нажать на "Mem", то кнопками "Up" и "Down" можно выбрать нужную ячейку для запоминания текущей частоты приёма.

Схема приёмного блока показана на рис. 2. Он собран на микросхеме однокристального супергетеродинного приёмника ТЕА5711 (DA3) [2], которая содержит встроенный стереодекодер (по системе с пилот-тоном). Также в ней предусмотрена индикация наличия стереосигнала подключённым к выводу 30 светодиодом HL1. В синтезаторе частоты на микросхеме LM7001J (DA1) реализована фазовая автоподстройка частоты. С вывода 23 микросхемы DA3 снимается сигнал гетеродина и подаётся в усилитель на транзисторе VT1, а затем в синтезатор DA1 и в нём через встроенный делитель частоты на вход фазового детектора. На второй вход фазового детектора синтезатора подаётся сигнал от генератора с кварцевой стабилизацией частоты на резонаторе ZQ1 через другой встроенный делитель частоты. На основе этих сигналов фазовый детектор формирует импульсы, идущие на активный пропорционально-интегрирующий фильтр, собранный на транзисторах VT2 и VT3, резисторах R4—R6 и конденсаторе С17. Требуемую частотную характеристику фильтра обеспечивают элементы R5 и С17, включённые в цепь отрицательной обратной связи. С выхода фильтра управляющий сигнал проходит через цепь R8C18 и поступает через резистор R7 на варикапы VD2 и VD3 контура гетеродина, обеспечивая определённое значение его частоты и соответственно частоты настройки приёмника. Этот же сигнал через резистор R9 поступает на варикапы VD6 и VD7 контура нагрузки УВЧ и настраивает его на частоту приёма.

Напряжения питания 12 В недостаточно для перестройки варикапов во всём диапазоне, поэтому применён бестрансформаторный повышающий преобразователь напряжения [3]. На транзисторах VT4 и VT5 разной структуры, резисторах R11, R12, R16, R17 и конденсаторе С27 собран генератор импульсов. Диодно-конденсаторная цепь VD8—VD11C29C31C39C40 — умножитель напряжения. Резистор R18 и последовательно соединённые стабилитроны VD4 и VD5 — параметрический стабилизатор напряжения +24 В.

 
Устройство смонтировано на четырёх печатных платах из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Блок управления размещён на двух платах, вид его со снятым экраном показан на рис. 3, на одной находится индикатор с кнопками, а на второй — контроллер. Приёмный блок расположен на отдельной плате, показанной на рис- 4. Катушки L3 и L5 необходимо расположить перпендикулярно одна другой, чтобы минимизировать их взаимное влияние. После монтажа плат блоки устройства соединяют между собой экранированным жгутом проводов и помещают их в экраны из лужёной жести, например, от консервных банок. Экраны припаивают к печатному проводнику — общему проводу. Пропорционально-интегрирующий фильтр закрывают отдельным экраном. Преобразователь напряжения находится на отдельной плате, её также помещают в экран. Внешний вид собранного устройства без корпуса показан на рис. 5.

В устройстве использованы постоянные резисторы С2-23, С1-4, подстроенный R10 — СПЗ-38а. Оксидные конденсаторы — импортные, керамические — К10-62, К10-17, а также типоразмера 1206 для поверхностного монтажа. Стабилитроны КС212Ж (VD4 и VD5) можно заменить на BZX55C11, цепь из двух последовательно соединённых стабилитронов — на один BZX55C22. Диоды Шотки ВАТ85 (VD8—VD11) в умножителе  напряжения заменимы такими же диодами 1N5819. Дроссели во всех блоках — импортные CW68. Контурные катушки L3 и L5 (рис. 2) содержат 7 и 9 витков соответственно. Они намотаны виток к витку проводом ПЭЛ диаметром 0,5 мм на оправке диаметром 3 мм.

Микросхемы ATtiny2313-20PU и LM7001J установлены в цанговые панели серии SCSM, а микросхема ТЕА5711 — в панель серии ICSS. Кварцевый резонатор ZQ1 фирмы UTECH, HC49U или HC49US. Резонатор ZQ2 дискриминатора ЧМ сигнала — JT10.7MG3A на 10,7 МГц, фильтры ZQ3, ZQ4 — LT10.7MS2 на 10,7 МГц. Стабилизатор 7805 (DA2 на рис. 2) можно заменить на КР142ЕН5А. В блоке управления (см. рис. 1) микросхема KIA7042AP (DA2) заменима на PST523D. Кнопки SB1—SB5 —SWT-20.

 
После проверки правильности монтажа деталей на всех платах временно разрывают провод, соединяющий верхний по схеме вывод резистора R8 с другими элементами и подключают этот вывод к источнику регулируемого от 0 до 24 В напряжения. Затем вставляют в панель микросхему DA3 и подают напряжение питания. К коллектору транзистора VT1 через конденсатор ёмкостью З...Ю пф подключают частотомер. Регулируя напряжение, сдвигая и раздвигая витки катушки L3 контура гетеродина, добиваются изменения частоты гетеродина в пределах 76,7... 118,7 МГц. Далее восстанавливают соединение верхнего по схеме вывода резистора R8 с другими элементами и, вставив в панели синтезатор и заранее запрограммированный микроконтроллер, изменяют кнопками частоту гетеродина во всём диапазоне и измеряют её.

Если всё в порядке, то отключают частотомер и вместо антенны на верхний по схеме вывод конденсатора С28 по коаксиальному кабелю подают сигнал с генератора ВЧ. К выходу левого или правого стереоканала подключают осциллограф. Постепенно снижая напряжение на выходе генератора, сдвигая или раздвигая витки катушки L5 контура УВЧ, добиваются чистой синусоиды без шумов на экране осциллографа во всём диапазоне перестройки тюнера. Окончательную настройку лучше проводить с припаянными экранами, чтобы снизить воздействие внешних помех.
Чувствительность тюнера — около 2 мкВ при отношении сигнал/шум 26 дБ, что соответствует типовым параметрам микросхемы ТЕА5711. Наконец, регулировкой подстроечного резистора R10 добиваются стабильного (без мигания) свечения светодиода HL1 при настройке на мощную радиостанцию, транслирующую стереосигнал в стандарте с пилот-тоном.

Питать тюнер желательно от стабилизированного источника напряжением 12 В или от батареи аккумуляторов. Потребляемый ток — не более 55 мА. Звуковой сигнал лучше подавать на УМЗЧ экранированным проводом.

 
Запрограммировать микроконтроллер можно, например, с помощью простого программатора, описанного в [4]. Для того чтобы изменить границы перестройки тюнера и значение ПЧ, достаточно лишь внести соответствующие изменения в содержимое EEPROM. Для этого нужно открыть файл с расширением .еер, найти ячейку изменяемого параметра, как показано на рис. 6, и заменить записанное в ней значение новым в шестнадцатеричном формате. Например, чтобы установить нижнюю границу перестройки частоты 65 МГц, вычисляем 65000/25=2600. Переводим это число в шестнадцатеричный формат (например, с помощью калькулятора, встроенного в Windows), получаем 0А28. Также можно сразу записать в ячейки EEPROM нужные частоты радиостанций ячейки.
Тюнер установлен вместо правой магнитофонной панели в корпусе от стереомагнитолы "Россия РМ-214 С" с телескопической антенной длиной 96 см. Внешний вид тюнера показан на рис. 7.

А. СЕРГЕЕВ, г. Касли Челябинской обл. Радио №4 2012г

ЛИТЕРАТУРА
1.Темерев А. Синтезатор частоты радиоприёмника УКВ. — Радио, 2006, № 8, с. 19—21.
2.  Datasheet TEA5711
3.  Бестрансформаторный преобразователь напряжения ("За рубежом"). — Радио, 1976, №2, с. 60.
4. Темерев А. УКВ синтезатор частот. — Радио, 2003, № 4, с. 62—64.

5. Datasheet LM7001J

6. Datasheet MT-10T7

7. Описание LM7001 на русском