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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 VHF FM 신호의 동기식 헤테로다인 수신기. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
저자에 따르면 라디오 아마추어에게 인기있는 단순한 동기식 VHF FM 수신기에 비해이 수신기 설계의 복잡성은 감도 및 작동 안정성과 같은 주요 특성의 개선으로 정당화됩니다. 65,8 ~ 73MHz 범위에 대해 여기에 설명된 VHF FM 신호 수신기. 더 큰 감도와 튜닝 불안정성 및 인접 채널의 더 강한 신호에 대한 자발적 튜닝과 같은 고유한 단점이 없다는 점에서 이전에 발표된 것과 다릅니다. 동기식 헤테로다인 수신기의 감도는 이에 의해 제한됩니다. DC 증폭기의 "제로 드리프트"는 국부 발진기의 주파수 제어 노드에 영향을 미치고 수신기 튜닝을 불안정하게 만듭니다. 저자가 개발 한 설계에서는 DC 전압 증폭기 대신 AC 전압 증폭기를 사용하고 "제로 드리프트"를 감소시켜 수신기의 감도를 높일 수 있기 때문에 감소합니다. 이제 약 8μV입니다. 또한 국부 발진기 주파수 제어 노드의 전압 변화는 ZL1 진폭 제한기에 의해 감소하므로 제어 전압의 영향으로 국부 발진기 주파수는 100kHz 이상 변경되지 않습니다. 따라서 주파수가 인접한 라디오 방송국에 대한 자발적 튜닝은 제외됩니다. 수신기는 약 34mA의 전류를 소비합니다. 그 블록 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 하나.
1 섹션 저역 통과 필터 Z1과 고주파 증폭기 A1을 통해 안테나에서 수신 된 신호는 믹서 U2의 신호 입력에 공급됩니다. 다른 입력은 국부 발진기 전압 G2를 수신합니다. 신호와 국부 발진기의 주파수가 같지 않으면 저역 통과 필터 Z2, 저주파 증폭기 A3를 통해 믹서의 출력에 교류 비트 전압이 형성됩니다. 가산기 A1와 진폭 제한기 ZL5은 국부 발진기 주파수 제어 장치 U2에 공급되고 국부 발진기 G72의 주파수를 변경하여 신호와 국부 발진기 간의 순간 주파수 차이가 약 2Hz로 감소합니다. 이 주파수 값은 저음 증폭기 AXNUMX의 대역폭 하한에 의해 결정됩니다. 저역 통과 필터 Z1의 출력 신호는 또한 변조기 U2의 신호 입력으로 이동하며, 두 번째 입력은 보조 저주파 발생기 G20에서 주파수 1kHz의 직사각형 교류 전압을 수신합니다. . 결과적으로 진폭 변조 된 고주파 전압이 변조기의 출력에 형성되며 고주파 증폭기 A4를 통해 믹서 U3 (fc)의 신호 입력에 공급되며 두 번째 입력은 로컬 발진기 G2(fg)의 전압. 주파수가 20kHz인 교류 전압이 믹서 출력에 나타납니다. 차이 주파수(즉, 비트 주파수 fb = fc - fg)의 진동에 의해 진폭이 변조됩니다. 저역 통과 필터 Z3을 통과합니다. 저주파 증폭기 A5는 복조기 U4의 신호 입력에 공급됩니다. 복조기의 두 번째 입력은 발생기 G20에서 주파수 2kHz의 교류 전압을 수신합니다. 복조기의 출력에서 주파수가 신호 주파수와 국부 발진기 사이의 순시차와 동일한 교류 전압이 형성되고 4 섹션 저역 통과 필터 Z3를 통과합니다. 가산기(A1)와 진폭 제한기(ZL5)는 국부 발진기 주파수 제어 유닛(U2)에 들어가고 수신기 PLL이 비트 모드에서 홀드 모드로 전환하는 방식으로 국부 발진기(G2)의 주파수를 변경한다. 홀드오버 모드로의 전환이 발생하는 신호와 국부 발진기의 주파수 간의 차이는 Z10.6 필터의 차단 주파수에 의해 결정되며 XNUMXkHz(최소 신호에서)입니다. 따라서 PLL 시스템이 홀드(동기화) 모드에서 작동 중일 때 빠른 주파수 드리프트(72Hz < f < 10,6kHz)는 저역 통과 필터 Z1, 고주파 증폭기 A1, 믹서 U1, 저역 통과 필터 Z2. 저주파 증폭기 A2, 가산기 A3, 진폭 제한기 ZL1, 주파수 제어 장치 U5 및 국부 발진기 G2. 느린 주파수 드리프트(< 330Hz)는 변조기 U2, 고주파 증폭기 A4, 믹서 U3, 저역 통과 필터 Z3으로 구성된 채널에 의해 보상됩니다. 저역 통과 증폭기 A5, 복조기 U4, 저역 통과 필터 Z4 및 발진기 G1. 수신기 입력에서 신호 주파수의 순간 값 편차에 비례하는 오디오 주파수의 교류 전압(72Hz < fz < 10.6kHz)이 저주파 증폭기 A2에서 수신기 출력으로 공급됩니다. PLL 시스템의 동적 특성은 입력 신호의 진폭과 저역 통과 필터 Z2의 주파수 응답의 모양에 의해 결정됩니다. 단일 링크 RC 회로입니다. 개방 루프 PLL 시스템의 주파수 응답 형태는 50차 링크의 주파수 응답 형태에 가깝기 때문에 PLL 시스템은 입력 신호 진폭의 범위가 충분히 큰 동기화 모드에서 작동합니다. 수신기에는 AGC 시스템이 없으므로 입력 신호의 매우 큰 진폭에서 PLL 시스템은 자체 여기됩니다(준동기 모드). 그러나이 경우에도 PLL 시스템의 자체 여기가 출력 신호의 품질에 영향을 미치지 않기 때문에 수신기는 계속 작동합니다 (PLL 시스템의 자체 발진 주파수는 XNUMXkHz보다 높음). 인접 채널에서 수신기의 선택도는 저역 통과 필터 Z2의 매개 변수에 의해 결정되고 스퓨리어스 수신 채널의 선택도(국부 발진기의 고조파에 대한)는 저역 통과 필터의 매개 변수에 의해 결정됩니다. 지1. 수신기의 회로도는 그림 2에 나와 있습니다. XNUMX.
커플 링 커패시터 C1 및 저역 통과 필터를 통한 안테나의 신호. 커패시터 C2 - C4 및 코일 L1.12로 구성됩니다. 트랜지스터 VT1에서 만들어진 IF에 들어갑니다. 이 증폭기는 국부 발진기 발진이 입력 회로에 침투하는 것을 줄이는 역할을 하며 증폭은 작고 Ku < 5입니다. 트랜지스터는 공통 기본 회로에 따라 연결되어 높은 UHF 선형성을 보장하고 잡음 내성을 향상시킵니다. 수신기 (VT4 트랜지스터의 UHF도 유사한 방식에 따라 만들어짐) . Z1 필터의 특성 임피던스는 75옴에 가깝습니다. 컷오프 주파수는 75MHz입니다. R6 요소. C8. R8. C9 트랜지스터 VT2에서 만들어진 믹서에 공급되는 고주파 전압의 위상을 이동시키는 위상 시프터를 형성합니다. 수십도. 이것은 수신기의 감도를 높이는 데 필요합니다. 문제는. 홀드 (동기화) 모드에서 신호 발진의 위상 편이와 믹서 VT5에 들어가는 로컬 발진기. 90에 가깝습니다. 동시에 VT3 변조기의 고주파수 신호 지연으로 인해 VT2 믹서의 입력에서 신호와 국부 발진기 발진 사이의 위상 편이가 90°와 다를 수 있습니다. 주파수 편차가 큰 약한 주파수 변조 신호를 수신하면 최대 주파수 편차 순간에 단기 동기화 오류가 발생할 수 있습니다. R6 요소로 구성된 체인. C8. R8. C9. 고주파 신호의 추가 지연을 제공하여 VT2 믹서 입력에서 진동의 위상 편이를 약 90 °로 설정할 수 있습니다. 두 채널의 저역 통과 필터 Z2 및 Z3 (각각 요소 R10. C12 및 R26. C29) 및 저주파 증폭기 A2 및 A5 (DA1 및 DA3 미세 회로)의 구성은 동일하며 등급 만 다릅니다. 사용된 요소 중. 저주파 신호는 출력 DA1에서 가져옵니다. 요소 R11, C15는 고주파 사전 왜곡을 보정하는 데 사용됩니다. 가산기 A3 및 진폭 제한기 ZL1의 기능은 DA2 칩에서 수행됩니다. 변조기 U2는 트랜지스터 VT3에서 만들어지고 복조기 U4는 트랜지스터 VT6에서 만들어집니다. 저역 통과 필터 Z4의 역할은 요소 R30, C30에 의해 수행됩니다. R31. C31. 트랜지스터 VT7의 이미 터 팔로워는 저역 통과 필터의 매개 변수에 대한 가산기의 영향을 줄입니다. 주파수 제어 장치 U5는 varicap VD1에서 만들어지고 국부 발진기 G2는 트랜지스터 VT8, VT9를 기반으로 합니다. 보조 저주파 발생기 G1은 DD1 칩에 있습니다. 주파수 제어 장치 Sγpr - 35kHz / V의 가파른 정도. 따라서 주파수 편차(f \u50d 19kHz)에서 커패시터 C1,5의 오디오 주파수 전압은 약 15V이고 수신기 출력(C0,3)에서 약 XNUMXV입니다. 수신기는 로컬 발진기 코일 L3의 인덕턴스를 변경하여 라디오 방송국의 주파수에 맞춰집니다. 수신기는 시트 두랄루민으로 만든 케이스에 조립됩니다. 제조 과정에서 힌지 설치가 사용되었습니다. 국부 발진기는 스크린에 둘러싸여 있으며, 또한 커패시터 C19(제어 회로), C41(전원) 및 트랜지스터 VT2 및 VT5(국부 발진기 신호)의 게이트에 TV 동축 케이블 세그먼트로 연결됩니다. 경우에 따라 핀 10 DD1을 트랜지스터 VT3의 게이트에 연결하는 와이어가 차폐되지만 반드시 필요한 것은 아닙니다. 이 장치는 예를 들어 고정 저항 MLT-0,125, 세라믹 커패시터를 사용할 수 있습니다. CT 또는 CM. 커패시터 C2 - C4, C37 - C39, C42, C43에는 작은 TKE가 있어야 합니다. 산화물 커패시터 - 모든 유형. 트랜지스터 VT1, VT4, VT8 및 VT9는 다이어그램에서 권장하는 것 외에도 적절한 구조의 다른 마이크로파를 사용할 수 있으며 차단 주파수는 900MHz 이상, 전이 커패시턴스는 2pF 이하이고 짧은 OS 회로의 시정수(10 ... 15ps 이하). 트랜지스터 VT1 및 VT4의 경우 OS 회로 시정수 및 잡음 지수가 특히 중요합니다. 교체가 필요한 경우 위의 매개 변수에 해당하는 문자 인덱스가 있는 KT368, KT3109, KT325, KT355, KT372가 적합합니다. VT6 및 VT7과 같이 고주파 대응 구조인 KT312를 사용할 수 있습니다. KT3102. 문자 색인 등이 있는 KT3107. K157UL1A(DA1 및 DA3) 대신 K157UL1B를 사용할 수 있으며 K157UD2(DA2)는 회로에 표시된 공급 전압에서 작동할 수 있는 범용 연산 증폭기를 완전히 대체합니다. VT2, VT3, VT5, KP327과 같이 다른 문자 색인이 적합합니다. 코일 L1 - L3은 PEL-6 와이어 1mm로 외경 0.45mm의 프레임에 감겨 있으며 각각 5회 감습니다. 인덕턴스는 황동 트리머와 MXNUMX 스레드로 조정 가능합니다. 적절한 설치와 서비스 가능한 라디오 부품을 사용하면 수신기 설정이 매우 간단합니다. 가변 저항 R12를 사용하여 커패시터 C19에 +4.5V의 전압을 설정한 다음 코일 트리머 L3을 회전하여 설정해야 합니다. 최상의 음질을 위해 수신기를 라디오 방송국에 맞추십시오. 간섭이 있는 경우 코일 L1 및 L2의 트리머로 저역 통과 필터 경계를 보다 정확하게 조정해야 할 수 있습니다. 상호 인덕턴스를 줄이려면 이러한 코일을 그렇게 배치해야 합니다. 축이 수직이 되도록 합니다. 수신기 매개변수를 개선할 수 있습니다. 예를 들어, 수신기 입력에서 XNUMX섹션 저역 통과 필터를 사용하여 국부 발진기의 고조파에서 스퓨리어스 수신 채널의 억제를 증가시킵니다. 그러나 이 경우 필터코일을 차폐하는 것이 바람직하다. 저항 R13의 저항을 줄임으로써 오디오 주파수에서 캡처 대역폭을 증가시켜 수신기 감도를 약 두 배로 높일 수 있습니다. 그러나 여기에서는 로컬 오실레이터 튜닝에 더 많은 정확도가 필요합니다. 불행히도 이것은 수신기 출력에서 신호 대 잡음비를 악화시킵니다. 특정 수신 조건에서 더 중요한 것을 선택해야 합니다. 저자: A. Sergeev, Sasovo, Ryazan 지역
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