Схемы фм приставок к транзисторным радиоприемникам. Простой и дешевый радио передатчик своими руками

Схемы самодельных радиоприемников

Everyday Practical Electronics, January 2006

В течении длительного времени в журналах публиковалось огромное число схем простых КВ приёмников, но не было ничего подобного для УКВ диапазона. Мы попытаемся исправить это упущение. Изначально схема была разработана как часть школьного проекта.

Схема простого FM приёмника изображена на рисунке. Она состоит из регенеративного ВЧ каскада на транзисторе TR1 и двух- или трёхкаскадного аудио усилителя на транзисторах TR2-TR4. В некоторых районах с уверенным приёмом нет необходимости в трёхкаскадном УНЧ, в этом случае транзистор TR3 и соответствующие компоненты можно не устанавливать, а свободный вывод конденсатора С5 соединить с коллектором транзистора TR2.

Самой ответственной частью схемы является первый каскад, TR1/VC1, здесь соединения следует выполнять как можно более короткими проводниками. Катушка L1 содержит 8 витков эмалированного медного провода диаметром 1 мм (20 SWG) на оправке 6 мм. После намотки катушку следует растянуть до длины 13 мм для дальнейшей регулировки.

Настроечный конденсатор VC1 применён от двухсекционного конденсатора с триммером от карманного приёмника, используется одна секция. "Масса" конденсатора VC1 соединена с конденсатором С1, ёмкость которого 22пФ. Индуктивность ВЧ дросселя L2 не критична и может находиться в пределах 1мкГн...10мкГн.

Выходной каскад предназначен для работы на головные телефоны от плеера, обмотки которых включены последовательно для получения сопротивления 64 Ом (подключать к самому крайнему и кольцевому контакту штекера).

Настройка

Для настройки приёмника потенциометр VR1 необходимо медленно вращать (в сторону вывода, соёдинённого с "+" питания) до тех пор, пока где-то в середине не возникнет резкое усиление шумов, сигнализирующее о начале генерации. После этого потенциометр следует чуть-чуть повернуть в обратную сторону, очень медленно, что бы генерация прекратилась. Теперь можно настроиться на какую-нибудь радиостанцию. Частотный диапазон 87мГц...108мГц следует установить с помощью триммера VC2 на верхней границе (108мГц) диапазона, и сжатием/растяжением катушки L1 на нижней границе (87мГц).

Приёмник испытывался в разных местах в трёх различных странах, включая Англию и всегда удавалось принять несколько радиостанций с хорошей громкостью

Франсис Холл, Мейнерсхаген, Германия.

Выкладываю небольшой сборник принципиальных схем радиопередатчиков, собранных из различных зарубежных сайтов. Начиная от маломощных, на несколько милливатт, и до мощных многоваттных усилителей УМВЧ. Работоспособность не проверял, но схемотехника внушает доверие. Все схемы трансмиттеров предназначены для стандартного вещательного УКВ диапазона 88-108 МГц.

FM Transmitter в ручке

Проект ФМ жучка в пишущей ручке очень популярен у начинающих радиолюбителей. В стремлении уменьшить размер этой конструкции, использованы компоненты поверхностного монтажа. Схема имеет низкое энергопотребление, но достаточную выходную мощность для покрытия радиуса 50 - 200 м. Можете поставить сюда часовые батарейки или литий-ионный аккумулятор от системы Блютус.

FM трансмиттер на 5 километров

Предлагаемый передатчик вещательного диапазона действительно очень устойчивый, имеет сложную, но качественную и продуманную схемотехнику, и использует стандартные FM-частоты 88 - 108 МГц. Его радиус действия составляет реальные 5 км. Схема включает в себя стабильный генератор питающийся через стабилизатор LM7809 - это 9 В стабилизированный источник питания, на транзисторе Т1 и элемент перестройки частоты потенциометр 10К. Мощность ВЧ выхода этого передатчика около 1 Вт. Пара варикапов MV2019 функционируют в качестве переменных конденсаторов.

Заключительный каскад ФМ передатчика - мощный СВЧ транзистор не менее одного ватта мощности. Использовать нужно транзисторы 2N3866, 2N3553, KT920A, 2N3375, 2SC1970 или 2SC1971. Не забывайте поставить эффективный радиатор для транзистора Т5, потому что он при работе становится слегка теплым. Для схемы потребуется 12В/1А источник питания.

Моточные данные катушек:

  • L1 = 5 витков на 4 мм каркасе
  • L2 = 6 витков на 6 мм каркасе
  • L3 = 3 витка на 7 мм каркасе
  • L4 = 6 витков на 6 мм каркасе
  • L5 = 4 витка на 7 мм каркасе

Всё мотается проводом около миллиметра в диаметре. Транзисторы T1 = T2 = T3 = T4 = BF199, T5 = 2N3866 или 2SC1971, BLY81, 2N3553.

15 Вт УВЧ для диапазона 88-108MHz

Усилитель мощности ВЧ усиливает все частоты 88-108МГЦ с входной 1 Вт мощности, полученной от FM передатчика, до 15 Вт. Схема включает в себя многоуровневый фильтр низких частот и имеет высокую эффективность. С хорошей антенной ожидаемый радиус передачи не менее 20 км. Он использует RF транзистор высокой мощности 2SC1972 (175 МГц, 4 А, 25 Вт), который должен быть установлен на радиатор для рассеивания избыточного тепла.

Катушки индуктивности L1-L6 проводом 0.8 мм с диаметром каркаса около 5 мм. Если сюда поставить транзистор C2538 - мощность будет еще больше.

Схема при отладке обязательно должна подключаться с эквивалентом нагрузки, например резистор на 50 Ом 10 Ватт. Мощность источника питания не менее 2,5 ампера, сопротивление антенны строго 50 Ом. Настройку введите только с питающим напряжением сниженным до 9 Вольт, при замере высокочастотного напряжения на антенном выходе не нужно использовать обычный мультиметр - будут ложные показания из-за наводок на микросхемы прибора.

Передатчик УКВ на 300 мВт

Последняя схема также представляет интерес, как довольно продуманная и не заезженная. Хотя в принципе здеь всё как обычно - генератор со стабилизатором питания и усилитель мощности высокой частоты с настраиваемыми контурами подавления гармоник. За счёт 12-вольтового питания и транзистора 2SC2538 удалось получить дальность до километра на небольшую спиральную антенну.

Что такое FM-приемник? Радиоприемник — это электронное устройство, которое принимает радиоволны и преобразует информацию, переносимую ими, в полезную для восприятия человеком. Приемник использует электронные фильтры, чтобы отделить нужный сигнал радиочастоты от всех других сигналов, улавливаемых антенной, электронный усилитель для увеличения мощности сигнала для дальнейшей обработки, и, наконец, восстанавливает нужной информации посредством демодуляции.

Из радиоволн, FM является наиболее популярным. Частотная модуляция широко используется для FM-радиовещания. Преимущество частотной модуляции заключается в том, что она имеет большее отношение сигнал/шум и, следовательно, излучает радиочастотные помехи лучше, чем сигнал амплитудной модуляции равной мощности (AM). Звук из радиоприёмника мы слышим чище и насыщенней.

Частотные диапазоны FM

УКВ (УльтраКороткоВолновый) диапазон с ЧМ (Частотная Модуляция) по английски FM (Frequency Modulation) имеет длину от 10 м до 0,1 мм - это соответствует частотам от 30 МГц до 3000 ГГц.

Для приема вещательных радиостанций актуален сравнительно небольшой участок:
УКВ 64 — 75 МГц. Это наш советский диапазон. На нем много УКВ станций, но только в нашей стране.

Японский диапазон от 76 до 90МГц. В этом диапазоне ведется вещание в стране восходящего солнца.

FM — 88 — 108МГц. — это западный вариант. Большинство ныне продаваемых приемников обязательно работает именно в этом диапазоне. Часто сейчас приёмники принимают и наш совковый диапазон, и западный.

УКВ радиопередатчик имеет широкий канал — 200 кГц. Максимальная звуковая частота, передаваемая в FM, составляет 15 кГц по сравнению с 4,5 кГц в AM. Это позволяет передавать намного более широкий диапазон частот. Таким образом качество передачи FM значительно выше, чем АМ.

Теперь о приёмнике. Ниже представлена схема электроники для приемника FM вместе с его описанием работы.

Список компонентов

  • Микросхема: LM386
  • Транзисторы: T1 BF494, T2 BF495
  • Катушка L содержит 4 витка, Ф=0,7мм на оправке 4 мм.
  • Конденсаторы: C1 220nF
  • C2 2,2 нф
  • C 100 нф х 2 шт
  • C4,5 10 мкф (25 V)
  • C7 47 нФ
  • C8 220 мкф (25 В)
  • C9 100 мкф (25 V) х 2 шт
  • Сопротивления:
  • R 10 кОм х 2 шт
  • R3 1 кОм
  • R4 10 Ом
  • Переменное сопротивление 22кОм
  • Переменная емкость 22пф
  • Динамик 8 Ом
  • Выключатель
  • Антенна
  • Батарея 6-9В

Описание схемы FM приемника

Ниже, представлена схема простого FM-приемника. Минимум компонентов для приема местной FM станции.

Транзисторы (Т1,2), вместе с резистором 10к (R1), катушкой L, переменным конденсатором (VC)22pF составляют ВЧ генератор (Colpitts oscillator).

Резонансная частота этого генератора устанавливается триммером VC на частоту передающей станции, которую мы хотим принять. То есть, он должен быть настроен между 88 и 108 МГц FM диапазона.

Информационный сигнал, снимаемый с коллектора Т2 поступает на усилитель НЧ на LM386 через разделительный конденсатор (С1) 220nF и регулятор громкости VR на 22 кОма.

FM приемник принципиальная электрическая схема

Принципиальная электрическая схема FM приемника

Перестройка на другую станцию осуществляется изменением ёмкости переменного конденсатора 22 пФ. Если Вы используете какой-либо другой конденсатор, который имеет большую ёмкость, то попробуйте уменьшить количество витков катушки L чтобы настроиться на диапазон FM (88-108 МГц).

Катушка L имеет четыре витка эмалированного медного провода, диаметром 0,7 мм. Катушка наматывается на оправке диаметром 4 мм. Её можно намотать на любом цилиндрическом предмете (карандаш или ручка с диаметром 4 мм).

Если Вы хотите принимать сигнал станций УКВ диапазона (64-75 МГц), то нужно намотать 6 витков катушки или увеличить ёмкость переменного конденсатора.

Когда необходимое количество витков намотаете, катушка снимается с цилиндра и немного растягивается так, чтобы витки не касались друг друга.

Микросхема LM386 представляет собой НЧ аудио усилитель мощности. Он обеспечивает от 1 до 2 Вт, чего достаточно для любого малогабаритного динамика.

Антенна

Антенна используется, чтобы поймать высокочастотную волну. В качестве антенны Вы можете использовать телескопическую антенну любого неиспользуемого устройства. Хороший прием можно также получить с куска изолированной медной проволоки длинной около 60 см. Оптимальную длину медной проволоки можно найти экспериментально.

Приемник можно запитать от батареи 6V-9V.


П О П У Л Я Р Н О Е:

    Для анимации каких-либо игрушек, для подарка или просто для творчества можно собрать схему «бегущего огня».

    Эффект создания огней бегущих из центра к краям. Очень похоже на лучи солнышко.

    Характеристики:

    • Кол-во каналов — 3;
    • Кол-во светодиодов — 18 шт;
    • Uпит.= 3…12В.


Переход в УКВ диапазон открывает перед конструкторами исключительные радиотехнические возможности: существенное расширение участка частотного спектра, отводимое одной радиовещательной станции; замена АМ модуляции частотной модуляцией (по английски, FM), а следовательно, резкое повышение помехоустойчивости FM радиоприемников; стереофонический радиоприем. Все это, естественно, выдвигает ряд специфических требований, причем как чисто схемотехнических, так и касающихся качества реально необходимой для этого элементной базы.

В самом деле, если речь идет о работе электронных цепей на частотах до 100 МГц и выше, то в 60-е годы лишь очень немногие отечественные транзисторы были в состоянииуверенно "брать" эту частоту, да и то исключительно при использовании их в схеме с общей базой (ОБ). Шумовые же параметры, каки устойчивость, вызывали в то время у специалистов лишь чувства горечи и разочарования. Только к концу 70 х был освоен выпуск относительно недорогих транзисторов, граничные частоты которых преодолели рубеж 1000 МГц в сочетании с малыми шумами. Вот тогда и стало реальным производство транзисторных приемников с FM диапазоном.

Однако, как это обычно происходит, новые возможности всегда порождают и новые проблемы. Прежде всего,это касается демодуляции FM сигналов. Опробованныесхемы простых АМ детекторов здесь уже не проходили. Разработчикам пришлось отказаться и от попыток построения смесителей, совмещенных с гетеродином. Да и сами схемы гетеродинов стали существенно иными, болеесложными. Они “обросли” всевозможными цепями стабилизации и компенсации. Именно тогда фирмой Philips были проведены испытания с целью определения степени необходимости применения в FM приемниках отдельного гетеродина . В частности, рассматривался вопрос о степени ухода частоты гетеродина в зависимости от изменения уровня входного сигнала, поступающего в FM тракт.

Схемные решения сравниваемых между собой блоков были совершенно идентичны вплоть до входа смесителей, а различие касались только конструкции преобразовательного каскада. В первом случае смеситель был совмещенный, а во втором - раздельный. Было доказано, что FM узел с отдельным гетеродином выдерживает значительно более высокие уровни сигналов на входе (до 1 В, приэтом уход частоты составил не более 25 кГц). В то же время в совмещенном смесителе (при входном сигнале всего 0,14 В) уход частоты гетеродина достигал 70 кГц! Все это привело к тому, что приемники с FM диапазоном, несмотря на их чисто транзисторную (а не ламповую)“начинку”, четверть века назад имели довольно внушительные габариты и вес в сочетании с не очень высокими радиотехническими параметрами. Между тем уже сама жизнь требовала скорейшего освоения FM диапазона.

Выход из этой ситуации мог быть только один: появление микросхем - аналоговых процессоров, сочетающих непосредственно на своем кристалле (чипе) целый ряд узлов таких, как УВЧ, смеситель, гетеродин, частотный демодулятор и т.п. К началу 90 х годов такие микросхемы появились в достаточных количествах. Что же до их качества, то лидерство захватили японские, азиатские и ведущие европейские фирмы. Сегодня именно их изделия, скажем, такие известные микросхемы, как СХА1691, СХА1538, СХА1238, наиболее популярны. Вообще, прием радиовещательных станций в городских условиях, учитывая особенности распространения радиоволн , убедительно продемонстрировал существенные преимущества FM вещания. А упомянутые вышемикросхемы, в частности, сделали реальным построение достаточно высококачественных FM приемников карманных габаритов!

Замечу, однако, сразу, что в странах СНГ сегодня весьма популярны сразу два диапазона FM вещания: 66...74МГц и 88...108 МГц. Их обычно именуют “советский” и “западный”. Но дело здесь, конечно же, не только в различии частотных диапазонов вещания. Различен, преждевсего, шаг сетки частот: соответственно 30 кГц и 100 кГц. Помимо этого, различна и девиация частоты FM сигнала:50 кГц и 75 кГц. Ну и, наконец, поляризация излучаемых передатчиками радиосигналов. В “советском” диапазонеона горизонтальная, в то время как в “западном” - вертикальная! Стоит, пожалуй, упомянуть и о том, что “советские” стандарты кодирования FM сигнала тоже были приняты свои, особые!

В СССР была узаконена система с так называемым полярно модулированным (ПМ) сигналом. Эта система известна еще как стандарт OIRT. В этом стандарте аудио сигнал модулирует поднесущую частоту 31,25 кГц таким образом, что в случае передачи стерео сигнала огибающая положительных полупериодов модулирована сигналом левого стереоканала, а отрицательных - правого. Поднесущая частота при этом подавляется только на каких то 14 дБ.

На рис.1 показана функциональная схема FM приемника супергетеродинного типа с однократным преобразованием частоты. При трансляции стереофонических программ после частотного детектора сигнал поступает на стереодекодер.

Как хорошо известно, в супергетеродинных приемникаходна из основных проблем - необходимость подавлениясигнала (помехи) по “зеркальному” каналу. Естественно,что подавлять “зеркалку” следует в преселекторе, т.е. досмесителя. Конечно, чем выше ПЧ, тем проще решить этупроблему. Стандартным значением ПЧ для современного FM вещания можно полагать 10,7 МГц.

Тогда “зеркалка” для “советского” диапазона FM переносится в область 87,2...95,4 МГц, что перекрывается с диапазоном некоторых телевизионных каналов. Известно, что во избежание помех избирательность по зеркальному каналу должна быть не ниже 78 дБ. Но избирательностьпо соседнему каналу - параметр не менее существенный!

Для FM допустимый разнос “соседних” FM каналов притрансляции составляет 180 кГц. Хорошая избирательность особенно важна в городских условиях, поскольку радиовещание ведется из нескольких центров и соседние почастоте, хотя и разнесенные в пространстве, радиостанции способны наводить в антенне сигналы, уровни которых различаются в сотни раз!

Осложняют жизнь икомбинационные помехи, связанные с нелинейностью высокочастотноготракта. Это накладываетряд дополнительных требований к FM тракту. Он должен обеспечивать высокую линейность и селективность входных каскадов, что достигается, впервую очередь, увеличением числа перестраиваемых контуров преселектора. Поскольку современные FM приемники строят в подавляющем большинстве с использованием варикапов, крайне сложно обеспечить требуемый диапазон перестройки преселектора по частоте и практически невозможно качественно перекрыть одним ВЧ блоком оба FM диапазона.

Проблемы FM вещания известны, поэтому в мире получили широкое распространение специализированные интегральные микросхемы (ИМС) на стандартную промежуточную частоту 10,7 МГц, например стерео АМ/FMприемник ТЕА5711. Стандартная схема его использования показана на рис.2. Данная ИМС содержит декодер стереосигнала в западном стандарте CCIR. Необходимость высокой помехозащищенности городского миниатюрного радиоприемника накладывает повышенные требования и на точность настройки всех контуров. Таких контуров несколько, и они содержат высокодобротные катушки индуктивности, которые выполняются в виде отдельного элемента.

Однако создание достаточно высококачественного FM приемника, который практически реализовывал быуже имеющиеся на сегодня наиболее удачные схемные решения, несовместимо с требованиями крайней дешевизны и простоты. Возьмем, например, дешевые приемники китайского производства, имеющие ПЧ 10,7 МГц и перекрывающие диапазоны 65,8...74 МГц и 88...108 МГц. Они,как правило, выполняются в однодиапазонном варианте 65...108 МГц. В результате принимаемые частоты оказываются на краях их полного рабочего диапазона.

При таком значительном перекрытии обеспечить оптимальное сопряжение входного преселектора и частотозадающего контура гетеродина (настройка при этом осуществляется одновременной перестройкой переменных конденсаторов LC контуров) крайне сложно. У контуров отличаются коэффициенты перекрытия, и, как правило, хорошего сопряжения удается добиться только в трех точках - на краях и в середине диапазона, что приводит к неравномерной чувствительности по диапазону. Настройка на станцию тоже является делом непростым, поскольку требует поворота ручки настройки на доли градуса! Иными словами, простые FM приемники - это не аппаратура, а какой то "эрзац", тем более что их внутренние узлы практически не настроены.

Между тем, актуальность создания высококлассного FM приемника очевидна как для передовых мировых производителей, так и для конструкторов из стран СНГ, в частности России. Несколько лет назад сотрудники фирмы “Постмаркет” совместно с радиостанцией “Эхо Москвы” объявили конкурс на лучшее решение в части создания FM приемника для России. Требования при этом, следует заметить, были предъявлены весьма серьезные. Так, в частности, в качестве обязательных требований указывались: работа в двух FM диапазонах; возможность цифровой настройки с запоминанием как минимум 10 станций; цифровая индикация частоты настройки. При этом особо оговаривалась высокая помехозащищенность, т.е. увереннаяработа в условиях сложной электромагнитной обстановки, высокая технологичность и относительно невысокая стоимость. Любопытно, что организаторам конкурса было представлено… только одно техническое решение, которое действительно удовлетворяло непростым исходным требованиям. И поступило оно от группы разработчиков НИИ РП.

Разработчики отказались от классической схемы супергетеродинного приемника с однократным преобразованием частоты, который до этого неизменно применялся в конструкциях FM приемников, причем независимо от фирмы производителя, а равно и от класса изделия. Был предложен великолепно себя зарекомендовавший до этого в АМ приемниках (коротковолновых) высокого класса метод инфрадинного приема, т.е. двойного преобразования частоты, при котором значение первой ПЧ значительно выше, чем верхнее значение диапазона рабочих частот .

Для FM диапазона подобное техническое решение ранее вообще не применялось. Функциональная схема инфрадинного FM приемника, предложенная разработчиками НИИ РП, показана на рис.3.

Как несложно видеть, здесь использованы два широкополосных входных преселектора (раздельных) на диапазоны, соответственно, 65,8...74 МГц и 88...108 МГц. Ну и,конечно же, двойное преобразование частоты. При этомпервая ПЧ составляет 250 МГц, следовательно, частота первого гетеродина находится в пределах 315...360 МГц. Таким образом, частота “зеркалки” превышает 565 МГц, а значит, сколько нибудь серьезных проблем для входных преселекторов не возникает. Очень хорошо обстоит дело и с диапазоном перестройки первого гетеродина.

Конечно же, как и в случае двойного преобразования частоты в АМ диапазонах, ключевым элементом перспективного FM приемника, предложенного НИР РП, является фильтр ПЧ. Его АЧХ должна быть, практически, прямоугольной с полосой пропускания 250 кГц при центральной частоте 250 МГц. Добротность такого фильтра всего1000, что существенно меньше добротности узкополосных кварцевых фильтров, применяемых в АМ (обычно15 кГц и 45 МГц соответственно). Вторая ПЧ стандартная,она равна 10,7 МГц. Второй гетеродин настроен на фиксированную частоту, и всю дальнейшую обработку сигнала реализуют стандартные узлы хорошо отработанного тракта 10,7 МГц. Такой приемник в НИР РП был создан и продемонстрировал следующие параметры: шаг перестройки по частоте - 10 кГц (диапазон 65,6...74 МГц) и 100 кГц (диапазон 88...108 МГц); реальная чувствительность - не хуже 3мкВ; двухсигнальная избирательность по соседнему каналу -не хуже 60 дБ.

В этой разработке была изящно обойдена еще одна техническая проблема. Дело в том, что настройка преселектора и монтаж внешних высокодобротных катушек индуктивности, которые плохо поддаются сборке на современных автоматизированных установках поверхностного монтажа, очень усложняют и удорожают производство FM приемников. В данном случае этого не требуется, тем более то большинство катушек индуктивности инфрадинного приемника вполне могут быть выполнены непосредственно как элементы топологии печатной платы.

Таким образом, резервы для создания высококачественного малогабаритного FM приемника имеются. Кроме того, это еще и великолепная предпосылка для разработки перспективных моделей всеволновых малогабаритных приемников, в которых как тракты АМ, так и тракты FM будут реализованы на основе двойного преобразования частоты с “верхней” первой ПЧ.

Литература

  1. Кульский А.Л. Современные портативные радиоприемники с двойным преобразованием частоты//Радіоаматор. - 2005. - №12. - С.8-11.
  2. Алексеев Ю.П. Современная техника радиовещательного приема. - М.: Связь, 1975.
  3. Федоров П.Н. Распространение УКВ в городских условиях//Радіоаматор. - 1998. - №6. - С.58-59.
  4. Рэд Э.Т. Схемотехника радиоприемников. - М.: Мир,1989.
  5. Озеров И. УКВ приемник. Быть или не быть “кухонному” радио.//Электроника: Наука, Технология, Бизнес.- 2002. - №4. - С.24-29.
  • Техническое решение, примененное в новом приемнике (преобразование частоты "вверх") конечно интересное и полезное, но есть ли действительно смысл в таком усложнении схемы? Ведь весь "сырбор" из за того, чтобы иметь возможность одновременно принимать сигналы обеих стандартов, только вот есть ли в этом такая уж большая необходимость? Реальность моих родных краев такова, что со времен распада союза диапазон УКВ медленно, но неизбежно отмирает. Количество станций, вещающих на нем, за постсоветские годы сократилось в несколько раз, и сейчас их осталось всего несколько. Зато в диапазоне FM все наоборот - там работают несколько десятков станций, при том передаются программы и тех из них, которые сохранились в диапазоне УКВ (кроме разве что звукового сопровождения 2-ого ТВ канала - это единственная "потеря"), так что никакой реальной необходимости дополнять FM приемники УКВ диапазоном уже нет. А может еще есть места, где дела обстоят иначе, и диапазон УКВ развивается?
  • Надо полагать, что в ближайшее время спрос на участок спектра 66 - 76 МГц всё таки возрастёт, возможно, он будет использоваться для перспективных цифровых видов передач, и тогда будут востребованы все те резервы, которые заложены в данном случае. Сейчас радиостанциям в диапазоне 100 - 110 МГц тесно и пришла пора упаковывать их в новые виды передач, и наиболее "безболезненно", по моему мнению, это можно сделать используя диапазон 66-76 МГц, тем более, что аппаратура и оборудование могут использоваться те же, что и раньше. А в диапазоне 100 - 110 МГц разросшийся парк приёмников потребителей не позволит такой свободы в действиях, ибо это скажется на экономической деятельности радиостанций нелучшим образом. Услуги радио в сети Internet существуют давно, но слушатели радио в среде потребителей в абсолютном большинстве используют потребительские радиоприёмники.
  • Да, такое уже произошло и у нас, в следствие чего пришлось раздать для радиовещания хранившиеся ранее "в запасе" частоты ниже 100 МГц. Изначальная неохота размещать там радиостанции была вызвана как известно тем, что по существующему стандарту частоту до 100 МГц занимает 5-й ТВ канал, но ведь случаи его реального использования довольно редкие и попадаются только в провинции, в то время как у нас в столице, где и наблюдается наибольший дефицит свободных частот (многие столичные радиостанции не слишком стремятся в провинцию), ТВ вещание вблизи рассматриваемых диапазонов ведется на 2-м и 4-м каналах (кстати, ведь звук 2-го канала тоже попадает в УКВ диапазон, оставляя там меньше свободного места!). Таким образом, практичеки в наиболее проблематичном столичном районе можно использовать частоты примерно с 93-94 МГц. Еще интересно заметить, что хотя у буржуев таких конфликтов между частотами для радио и ТВ нет, однако та же ситуация с теснотой в отведенном диапазоне в крупных городах тоже уже давно существует, но вот о намерениях из за этого вводить какие-то расширения существующих диапазонов я что-то не слышал, о чем кстати свидетельствует и неизменяющаяся за многие последние годы полоса частот настройки радиоприемников. Экспериментальные попытки здесь не в счет, т.к. реального распространения они пока не получили. Думаю, что это не совсем так. Пока в освоении новых принципов радиопередач произойдут реальные продвижения (тем более в краях, где и существует УКВ диапазон), большинство существующей техники УКВ диапазона, как передающей, так и приемной, устареет морально и материально и не будет пригодно к использованию, не говоря уже о том, что во многих случаях существующие устройства (особенно приемные) вообще не способны работать с этими новыми принципами без модернизации или дополнительных блоков, например цифровых декодеров. Существующие тенденции развития связи показывают, что в случае "недостатка пространства" в существующих стандартах и диапазонах расширение как правило (если не всегда!) идет за счет привлечения более высокочастотных диапазонов, имеющих бОльшую пропускную способность. Раньше этого не делалось из за отсутствия "дефицита места" и более высокой стоймости ВЧ оборудования - можно вспомнить хотябы многие отечесвенные ТВ, недоукомплектованные ДМВ блоками. Однако со временем и прогрессом техники обе эти причины становятся неактуальными, на фоне чего идея воскрешения более низкочастотного и узкополосного УКВ диапазона врядли является спасительной, особенно в долгосрочной перспективе. Надо учитывать и еще один аспект - фактом является то, что в настоящее время на постсоветском УКВ-пространстве не менее 90% приемного оборудования - заграничного производства, при том наибольшая часть его, особенно высококачественного - это б/у-шная техника, ввозимая из буржуйских стран и соответственно предназначенная для работы по буржуйским стандартам, от которых врядли стоит ожидать принятия в будущем частот "нашего" УКВ диапазона. Исходя из этого возникает еще один интересный вопрос - а кто же будет производить в достаточных количествах и по конкурентным ценам высококачественное оборудование, например радиоприемное, способное соответствовать новым радиовещательным стандартам? Я думаю, что учитывая общую низкую покупную способность постсоветского массового-простонародного рынка, вероятность заинтересованности серьезных производителей качественной техники производить спецтехнику под "новый" (он же "старый") УКВ стандарт крайне мала. Я буквально на пальцах могу сосчитать известные мне качественные приемники (этот термин опять же относительный, т.к. в большинстве случаев речь идет о моделях низших классов, хотя и от именитых фирм), имеющие в дополнение к буржуйскому еще и наш УКВ диапазон, что как раз и доказывает правильность предыдущего предположения о нецелесообразности действительно массового производства.
  • Охота была тискать сюда статью этого русофоба Шмульского, надергавшего куски из Реда и выдающего их за свои чуть ли не свежайшие идеи?

Долгое время радиоприёмники возглавляли список самых значимых изобретений человечества. Первые такие устройства сейчас реконструированы и изменены под современный лад, однако в схеме их сборки мало что поменялось - та же антенна, то же заземление и колебательный контур для отсеивания ненужного сигнала. Бесспорно, схемы сильно усложнились со времён создателя радио - Попова. Его последователями были разработаны транзисторы и микросхемы для воспроизведения более качественного и энергозатратного сигнала.

Почему лучше начинать с простых схем?

Если вам понятна простая то можете быть уверены, что большая часть пути достижения успеха в сфере сборки и эксплуатации уже осилена. В этой статье мы разберём несколько схем таких приборов, историю их возникновения и основные характеристики: частоту, диапазон и т. д.

Историческая справка

7 мая 1895 года считается днём рождения радиоприёмника. В этот день российский учёный А. С. Попов продемонстрировал свой аппарат на заседании Русского физико-химического общества.

В 1899 году была построена первая линия радиосвязи длиной 45 км между и городом Котка. Во время Первой мировой войны получили распространение приёмник прямого усиления и электронные лампы. Во время военных действий наличие радио оказалось стратегически необходимым.

В 1918 году одновременно во Франции, Германии и США учёными Л. Левви, Л. Шоттки и Э. Армстронгом был разработан метод супергетеродинного приёма, но из-за слабых электронных ламп широкое распространение этот принцип получил только в 1930-х годах.

Транзисторные устройства появились и развивались в 50-х и 60-х годах. Первый широко используемый радиоприёмник на четырёх транзисторах Regency TR-1 был создан немецким физиком Гербертом Матаре при поддержке промышленника Якоба Михаэля. Он поступил в продажу в США в 1954 году. Все старые радиоприёмники работали на транзисторах.

В 70-х начинается изучение и внедрение интегральных микросхем. Сейчас приёмники развиваются с помощью большой интеграции узлов и цифровой обработки сигналов.

Характеристики приборов

Как старые радиоприёмники, так и современные обладают определёнными характеристиками:

  1. Чувствительность - способность принимать слабые сигналы.
  2. Динамический диапазон - измеряется в Герцах.
  3. Помехоустойчивость.
  4. Селективность (избирательность) - способность подавлять посторонние сигналы.
  5. Уровень собственных шумов.
  6. Стабильность.

Эти характеристики не меняются в новых поколениях приёмников и определяют их работоспособность и удобство эксплуатации.

Принцип работы радиоприёмников

В самом общем виде радиоприёмники СССР работали по следующей схеме:

  1. Из-за колебаний электромагнитного поля в антенне появляется переменный ток.
  2. Колебания фильтруются (селективность) для отделения информации от помех, т. е. из сигнала выделяется его важная составляющая.
  3. Полученный сигнал преобразуется в звук (в случае радиоприёмников).

По схожему принципу появляется изображение на телевизоре, передаются цифровые данные, работает радиоуправляемая техника (детские вертолёты, машинки).

Первый приёмник был больше похож на стеклянную трубку с двумя электродами и опилками внутри. Работа осуществлялась по принципу действия зарядов на металлический порошок. Приёмник обладал огромным по современным меркам сопротивлением (до 1000 Ом) из-за того, что опилки плохо контактировали между собой, и часть заряда проскакивала в воздушное пространство, где рассеивалась. Со временем эти опилки были заменены колебательным контуром и транзисторами для сохранения и передачи энергии.

В зависимости от индивидуальной схемы приёмника сигнал в нём может проходить дополнительную фильтрацию по амплитуде и частоте, усиление, оцифровку для дальнейшей программной обработки и т. д. Простая схема радиоприёмника предусматривает единичную обработку сигнала.

Терминология

Колебательным контуром в простейшем виде называются катушка и конденсатор, замкнутые в цепь. С помощью них из всех поступающих сигналов можно выделить нужный за счёт собственной частоты колебаний контура. Радиоприемники СССР, как, впрочем, и современные устройства, основаны на этом сегменте. Как все это функционирует?

Как правило, питание радиоприёмников происходит за счёт батареек, количество которых варьируется от 1 до 9. Для транзисторных аппаратов широко используются батареи 7Д-0.1 и типа "Крона" напряжением до 9 В. Чем больше батареек требует простая схема радиоприёмника, тем дольше он будет работать.

По частоте принимаемых сигналов устройства делятся на следующие типы:

  1. Длинноволновые (ДВ) - от 150 до 450 кГц (легко рассеиваются в ионосфере). Значение имеют приземлённые волны, интенсивность которых уменьшается с расстоянием.
  2. Средневолновые (СВ) - от 500 до 1500 кГц (легко рассеиваются в ионосфере днём, но ночью отражаются). В светлое время суток радиус действия определяется приземлёнными волнами, ночью - отражёнными.
  3. Коротковолновые (КВ) - от 3 до 30 МГц (не приземляются, исключительно отражаются ионосферой, поэтому вокруг приёмника существует зона радиомолчания). При малой мощности передатчика короткие волны могут распространяться на большие расстояния.
  4. Ультракоротковолновые (УКВ) - от 30 до 300 МГц (имеют высокую приникающую способность, как правило, отражаются ионосферой и легко огибают препятствия).
  5. - от 300 МГц до 3 ГГц (используются в сотовой связи и Wi-Fi, действуют в пределах видимости, не огибают препятствия и распространяются прямолинейно).
  6. Крайневысокочастотные (КВЧ) - от 3 до 30 ГГц (используются для спутниковой связи, отражаются от препятствий и действуют в пределах прямой видимости).
  7. Гипервысокочастотные (ГВЧ) - от 30 ГГц до 300 ГГц (не огибают препятствий и отражаются как свет, используются крайне ограниченно).

При использовании КВ, СВ и ДВ радиовещание можно вести, находясь далеко от станции. УКВ-диапазон принимает сигналы более специфично, но если станция поддерживает только его, то слушать на других частотах не получится. В приёмник можно внедрить плейер для прослушивания музыки, проектор для отображения на удалённые поверхности, часы и будильник. Описание схемы радиоприёмника с подобными дополнениями усложнится.

Внедрение в радиоприёмники микросхемы позволило значительно увеличить радиус приёма и частоту сигналов. Их главное преимущество в сравнительно малом потреблении энергии и маленьком размере, что удобно для переноса. Микросхема содержит все необходимые параметры для понижения дискретизации сигнала и удобства чтения выходных данных. Цифровая обработка сигнала доминирует в современных устройствах. были предназначены только для передачи аудиосигнала, лишь в последние десятилетия устройство приёмников развилось и усложнилось.

Схемы простейших приёмников

Схема простейшего радиоприёмника для сборки дома была разработана ещё во времена СССР. Тогда, как и сейчас, устройства разделялись на детекторные, прямого усиления, прямого преобразования, супергетеродинного типа, рефлексные, регенеративные и сверхрегенеративные. Наиболее простыми в восприятии и сборке считаются детекторные приёмники, с которых, можно считать, началось развитие радио в начале 20-ог века. Наиболее сложными в построении стали устройства на микросхемах и нескольких транзисторах. Однако если вы разберетесь в одной схеме, другие уже не будут представлять проблемы.

Простой детекторный приёмник

Схема простейшего радиоприёмника содержит в себе две детали: германиевый диод (подойдут Д8 и Д9) и главный телефон с высоким сопротивлением (ТОН1 или ТОН2). Так как в цепи не присутствует колебательный контур, ловить сигналы определённой радиостанции, транслирующиеся в данной местности, он не сможет, но со своей основной задачей справиться.

Для работы понадобится хорошая антенна, которую можно закинуть на дерево, и провод заземления. Для верности его достаточно присоединить к массивному металлическому обломку (например, к ведру) и закопать на несколько сантиметров в землю.

Вариант с колебательным контуром

В прошлую схему для внедрения избирательности можно добавить катушку индуктивности и конденсатор, создав колебательный контур. Теперь при желании можно поймать сигнал конкретной радиостанции и даже усилить его.

Ламповый регенеративный коротковолновой приёмник

Ламповые радиоприёмники, схема которых довольно проста, изготавливаются для приёма сигналов любительских станций на небольших расстояниях - на диапазоны от УКВ (ультракоротковолнового) до ДВ (длинноволнового). На этой схеме работают пальчиковые батарейные лампы. Они лучше всего генерируют на УКВ. А сопротивление анодной нагрузки снимает низкая частота. Все детали приведены на схеме, самодельными можно считать только катушки и дроссель. Если вы хотите принимать телевизионный сигналы, то катушка L2 (EBF11) составляется из 7 витков диаметром 15 мм и провода на 1,5 мм. Для подойдет 5 витков.

Радиоприёмник прямого усиления на двух транзисторах

Схема содержит и двухкаскадный усилитель НЧ - это настраиваемый входной колебательный контур радиоприёмника. Первый каскад - детектор ВЧ модулированного сигнала. Катушка индуктивности намотана в 80 витков проводом ПЭВ-0,25 (от шестого витка идёт отвод снизу по схеме) на ферритовом стержне диаметром 10 мм и длиной 40.

Подобная простая схема радиоприёмника рассчитана на распознавание мощных сигналов от недалёких станций.

Сверхгенеративное устройство на FM-диапазоны

FM-приёмник, собранный по модели Е. Солодовникова, несложен в сборке, но обладает высокой чувствительностью (до 1 мкВ). Такие устройства используют для высокочастотных сигналов (более 1МГЦ) с амплитудной модуляцией. Благодаря сильной положительной обратной связи коэффициент возрастает до бесконечности, и схема переходит в режим генерации. По этой причине происходит самовозбуждение. Чтобы его избежать и использовать приёмник как высокочастотный усилитель, установите уровень коэффициента и, когда дойдет до этого значения, резко снизьте до минимума. Для постоянного мониторинга усиления можно использовать генератор пилообразных импульсов, а можно сделать проще.

На практике нередко в качестве генератора выступает сам усилитель. С помощью фильтров (R6C7), выделяющих сигналы низких частот, ограничивается проход ультразвуковых колебаний на вход последующего каскада УНЧ. Для FM-сигналов 100-108 МГц катушка L1 преобразуется в полувиток с сечением 30 мм и линейной частью 20 мм при диаметре провода 1 мм. А катушка L2 содержит 2-3 витка диаметром 15 мм и провод с сечением 0,7 мм внутри полувитка. Возможно усиление приёмника для сигналов от 87,5 МГц.

Устройство на микросхеме

КВ-радиоприёмник, схема которого была разработана в 70-е годы, сейчас считают прототипом Интернета. Коротковолновые сигналы (3-30 МГц) путешествуют на огромные расстояния. Нетрудно настроить приёмник для прослушивания трансляции в другой стране. За это прототип получил название мирового радио.

Простой КВ-приёмник

Более простая схема радиоприёмника лишена микросхемы. Перекрывает диапазон от 4 до 13 МГц по частоте и до 75 метров по длине. Питание - 9 В от батареи "Крона". В качестве антенны может служить монтажный провод. Приёмник работает на наушники от плейера. Высокочастотный трактат построен на транзисторах VT1 и VT2. За счёт конденсатора С3 возникает положительный обратный заряд, регулируемый резистором R5.

Современные радиоприёмники

Современные аппараты очень похожи на радиоприёмники СССР: они используют ту же антенну, на которой возникают слабые электромагнитные колебания. В антенне появляются высокочастотные колебания от разных радиостанций. Они не используются непосредственно для передачи сигнала, но осуществляют работу последующей цепи. Сейчас такой эффект достигается с помощью полупроводниковых приборов.

Широкое развитие приёмники получили в середине 20-го века и с тех пор непрерывно улучшаются, несмотря на замену их мобильными телефонами, планшетами и телевизорами.

Общее устройство радиоприёмников со времён Попова изменилось незначительно. Можно сказать, что схемы сильно усложнились, добавились микросхемы и транзисторы, стало возможным принимать не только аудиосигнал, но и встраивать проектор. Так приёмники эволюционировали в телевизоры. Сейчас при желании в аппарат можно встроить всё, что душе угодно.

Windows