Цифровой FM-приемник с электронной регулировкой громкости и тембра.
РадиоКот >Схемы >Аналоговые схемы >Приемники и передатчики >Цифровой FM-приемник с электронной регулировкой громкости и тембра.
Приветствую всех любителей послушать музыку посредством радиоприёма!
Копирайт и благодарности.
Данная статья написана при личном разрешении автора первоначальной статьи, Грицика Олега, расположенной на сайте Телесистемы. Со своей стороны выражаю огромную благодарность Грицику Олегу, за отношение с пониманием и за предоставленные исходные коды программы. Дойникову Андрею (aka dt_andrew), за неоценимую помощь в компиляции и технической поддержке данного проекта.
Предисловие.
Идея создания радио не давала покоя давно, прочитав статью на вышеуказанном сайте, решено было собрать проект. Тут вы, наверное, возразите «А что так поздно? Уже вышла статья FM STEREO тюнер с цифровым управлением!» Дело в том, что с этого проекта появился FM STEREO тюнер с цифровым управлением , а я хочу рассказать чем всё таки эта идея закончилась.
Схема.
Схема устройства радиоприёмника полностью повторяет предложенную автором, за исключением применённого микроконтроллера AT mega8515, вместо снятого с производства и устаревшего AT90S8515,выходного усилителя мощности на TA8215AH (выбор обусловлен наличием и не плохими характеристиками). На первый взгляд бросается в глаза наличие лишних стабилизаторов в блоке тюнера и аудио процессора, первоначально эти блоки предназначались для другого устройства, где было только 12 вольт. Сама схема разделена на функциональные модули М1-М7, для удобства представления.
М1-модуль тюнера от автомагнитолы SONY XR-5300 и управляющий им синтезатор частоты TSA6057 в DIP корпусе.
М2-модуль управляющего контроллера на ATmega8515-16PI
М3-модуль аудио процессора выполненный на TEA6320 в корпусе miniDIP, в типовом включении
М4-модуль усилителя низкой частоты выполненный на TA8215AH, в типовом включении
М5-даже модулем назвать трудно, обычный индикатор 16х1 с интегрированным контроллером HD44780, применён MT-16S1A-2VLB, производства Российской фирмы МЭЛТ.
М6-модуль кнопок управления приёмником
М7-модуль блока питания усилителя, тюнера и микроконтроллера. В представлении не нуждается.
Управление.
Управление осуществляется восемью кнопками:
S5,S7 — FR- и FR+ — управление частотой настройки в выбранном канале
S1,S3 — CH- и CH+ — выбор заранее настроенного канала (всего доступно 25 каналов)
Программирование микроконтроллера.
В память микроконтроллера следует загрузить основную программу и данные EEPROM, с помощью доступного программатора для микроконтроллеров семейства AVR. Биты конфигурации установить в соответствии с приложенными фотографиями для AVR Studio и CVAVR.
Заключение.
В итоге проделанной работы, был собран достойный и простой приемник с отличными характеристиками. Корпус приёмника не планировался, и весь проект повторялся в виде тестового образца и ознакомления с работой синтезаторов частот.
Файлы:
Печатные платы в формате SL 5.0.
прошивка МК.
Вопросы, как обычно, складываем тут.
Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? |
Эти статьи вам тоже могут пригодиться:
Простой УКВ приемник на микросхеме К174ХА34 своими руками
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Находясь на природе не всегда удобно слушать любимую радиостанцию или получать свежие новости, используя сотовый телефон. Если слушать в наушниках, то будешь все время привязан к телефону и оторван от окружающего мира, если же использовать динамик телефона, то заряда аккумулятора хватит на 2-3 часа. Избавиться от этих неудобств может помочь обычный УКВ приемник.
Такой приемник можно приобрести в магазине, а можно сделать самому, причем по цене он выйдет в два-три раза дешевле магазинного. Вашему вниманию предлагается конструкция самодельного малогабаритного УКВ приемника
Предлагаемая конструкция проста в изготовлении и налаживании, а малые габариты и достаточно высокие технические характеристики позволяют использовать приемник, как в городской черте, так и во время поездок за город. Этот приемник под силу собрать даже начинающему радиолюбителю, делающему первые шаги в мир радиоэлектроники.
Приемник обладает следующими параметрами:
чувствительность с антенного входа – не менее 5 мкВ;
напряжение питания – 3В;
ток покоя – 12…14 mA;
ток при максимальной громкости – не более 25 mA;
полоса частот – 450…7150 Гц;
коэффициент гармоник – 0,1%.
работоспособность приемника сохраняется при напряжении 2 В;
непрерывная работа приемника составляет 80…90 ч.
1. Принципиальная схема УКВ приемника.
За основу приемника взята многофункциональная микросхема К174ХА34 (DA1), предназначенная для работы в низковольтных моно- и стереофонических радиовещательных приемных устройствах в диапазонах УКВ-1 и УКВ-2. Она представляет собой готовый супергетеродинный УКВ приемник, содержащий все узлы, необходимые для приема и обработки радиовещательных сигналов – от антенного входа до выхода сигнала звуковой частоты.
С антенны WA1 принимаемый сигнал радиостанций поступает на входной колебательный контур L2, C13, C16, настроенный на середину принимаемого диапазона 88 – 108 МГц, а с контура поступает на вход микросхемы (выводы 12, 13).
К другому входу микросхемы (выводы 4, 5) подключен контур гетеродина L1, C2, VD4. Изменением резонансной частоты этого контура приемник настраивают на нужную радиостанцию, где органом настройки является варикап
Напряжение настройки хорошо стабилизировано и практически не зависит от напряжения источника питания в диапазоне 1,8…3 В. Стабилизация необходима для того, чтобы при разрядке батарей не смещалась частота настройки приемника. Стабилизация тока выполнена на элементах VT1, R1, R4, R5, VD1 — VD3.
Вся остальная обработка сигналов – смешение, детектирование, предварительное усиление звукового сигнала осуществляется микросхемой.
Обработанный низкочастотный сигнал станции с вывода
Питается приемник от двух пальчиковых батареек, включенных последовательно. Нормальная работа приемника сохраняется при снижении напряжения питания до 1,9 В. Это обусловлено работой микросхемы К174ХА34.
Собранный без ошибок и исправных деталей приемник начинает работать сразу. Вся настройка заключается лишь в подгонке индуктивности катушек входного и гетеродинного контуров.
2. Детали.
Резисторы.
В приемнике используются постоянные резисторы мощностью 0,25 — 0,125 Вт отечественного и импортного производства. Переменный резистор R3 типа СП3-36, а резистор R8 типа СП3-3 или любой импортный подходящего размера.
Конденсаторы.
Оксидные конденсаторы должны быть на напряжение на менее 6 Вольт.
Допускается незначительный разброс емкостей конденсаторов по сравнению с указанными на схеме.
Катушки.
Катушки L1 и L2 бескаркасные. Их наматывают виток к витку на цилиндрической оправке внешним диаметром 4,5 и 5 мм. Катушка L1 имеет 3 витка, внутренний диаметр 4,5 мм и намотана проводом ПЭВ-1 0,5 (сечение провода 0,5мм). Катушка L2 имеет 7 витков, внутренний диаметр 5 мм и намотана проводом ПЭВ-1 0,9 (сечение провода 0,9мм).
После намотки катушку L1 необходимо растянуть на длину 4…5мм, а L2 на длину 7…10мм. И в дальнейшем, когда обе катушки будут распаяны на плате, то для уверенного приема радиостанций их длину придется немного корректировать для увеличения или уменьшения индуктивности.
Диоды.
Диоды VD2 и VD3 обязательно должны быть кремниевыми из серии КД521А, Б или КД522А, Б. Использование других диодов нежелательно, так как это увеличит минимальное напряжение стабилизатора и потребует подбора компенсирующего резистора R1.
Транзисторы.
Транзистор VT1 любой из серии КТ3102.
Микросхемы.
В приемнике применены микросхемы К174ХА34 (DA1) и К174УН31 (DA2).
Для подключения внешнего питания, а также для отключения питания приемника на плате устанавливаются миниатюрные разъем и выключатель. Если не планируется питать приемник от внешнего источника питания, то разъем не нужен.
При использовании миниатюрного корпуса динамическую головку ВА1 желательно подобрать как можно меньшим диаметром и высотой. В этой конструкции приемника использовалась головка 0,25 Вт — 8 Ом, диаметром 30 мм и высотой 4 мм, а корпус был взят от детских счетных палочек.
На этом закончу, а Вы пока подбирайте детали. В следующей части будем делать печатную плату и распаивать детали.
И уже по сложившейся традиции выкладываю ролик, где показано, как подготовить печатную плату для приемника.
Удачи!
Литература:
1. Н. Герасимов «Двухдиапазонный УКВ приемник», Радио 1994 №8.
2. Микросхема К174УН31 — низковольтный усилитель мощности звуковой частоты. Техническая документация АДБК.431120.573ТУ
Простейший ламповый приемник
Катушки наматываются проводом в любой изоляции. Диаметр провода у катушек L1 и L2 от 0,1 до 0,2 мм. Диаметр провода для катушки L3 от 0,1 до 0,15 мм. Намотка ведется «внавал», то есть без соблюдения какого-либо порядка расположения витков.Начало и конец каждой катушки пропускают в маленькие отверстия, проколотые в картонных щечках. После намотки катушек желательно пропитать нх горячим парафином; это увеличит прочность обмоток и в дальнейшем предохранит их от сырости.
Отправляясь в поход, узнайте на ближайшем радиоузле, на какой волне работает местная радиостанция, и намотайте катушки приемника с учетом следующих данных.
Для приема радиостанций с длиной волны от 1 800 до 1 300 м ка катушки L1 и L2 наматывают по 190 витков провода. Для приема волн от 1 300 до 1 000 м — по 150 витков; для волн от 500 до 200 м — по 75 витков. На катушку L3 во всех случаях наматывают 50 витков. Наматывать провод надо только в одну сторону. Когда провод намотан на катушку, ее укрепляют на верхней стороне монтажной панели и соединяют со схемой. При этом конец К1 от верхней катушки пропускается через отверстие / в панели и присоединяется к штырьку 2 первой лампы; конец К2 верхней катушки соединяется с концом К3 нижней катушки. Соединение надо сделать проводом длиной около 100 мм. Конец К1 нижней катушки через отверстие 2 соединяется со штырьком 3 первой лампы. Конец К5 средней катушки через отверстие 4 припаивается к штырьку 2 второй лампы. Конец К6 через отверстие 3 припаивается к правой скобке телефона.
Для питания приемника нужно иметь 7 батареек от карманного фонарика. Пять из них соединяются между собой последовательно, то есть плюс одной батарейки соединяется с минусом второй, плюс второй с минусом третьей и т. д. и подключаются к скобкам плюс анода и минус анода. С двумя другими батареями поступают так: цинковые стаканчики всех элементов соединяют вместе и подключают к скобке минус накала, а угольные стержни, соединенные вместе, подключают к скобке плюс накала через выключатель. К скобкам «телефон» присоединяют наушники. Если будут использованы пьезонаушники, то к их концам (параллельно) присоединяют сопротивление от 10 тыс. до 20 тыс. ом.
Приемник собран. Вам остается его наладить. Вы вставляете лампы, присоединяете антенну (кусок провода 8—10 м, заброшенный на дерево) и делаете заземление (железный штырек вбиваете в землю). Теперь на время замкните концы катушки обратной связи К5 и К6 и, включив накал, передвигайте верхнюю катушку по каркасу, пока не услышите передачу. Если настроить приемник не удается, снимите верхнюю катушку с каркаса и наденьте ее другой стороной. Снова настройте. Если и в этом случае вы не услышите передачи, присоедините параллельно контуру к концам К1 и К2 конденсатор постоянной емкости, подбирая его величину от 100 до 500 ммF. При подключении конденсаторов нужно заново производить настройку.
Подключая конденсаторы различной емкости, вы можете настроить приемник на любую из радиостанций, которая хорошо слышна в данном районе. Добившись этого, разомкните концы катушки обратной связи: громкость приема должна возрасти. Передвигая среднюю катушку по каркасу, добейтесь наибольшей громкости. Если включение катушки обратной связи не дает увеличения громкости, поменяйте местами (перепаяйте) концы К5 и К6 катушки обратной связи. А если при включении катушки обратной связи появляется резкий свист, уменьшите число витков в этой катушке. После окончательной наладки закрепите катушки каплей клея и монтируйте приемник в фанерном ящике.
Из журнала «Юный техник» за май 1957 года
Модуль УКВ приемника на частоту 64
Приветствую! В этом обзоре хочу рассказать про миниатюрный модуль приемника, работающий в диапазоне УКВ (FM) на частоте от 64 до 108 МГц. На одном из профильных ресурсов интернета попалась картинка этого модуля, мне стало любопытно изучить его и протестировать.К радиоприемникам испытываю особый трепет, люблю собирать их еще со школы. Были схемы из журнала «Радио», были и просто конструкторы. Всякий раз хотелось собрать приемник лучше и меньше размерами. Последнее, что собирал, — конструкция на микросхеме К174ХА34. Тогда это казалось очень «крутым», когда в середине 90-х впервые увидел работающую схему в радиомагазине, был под впечатлением )) Однако прогресс идет вперед, и сегодня можно купить героя нашего обзора за «три копейки». Давайте его рассмотрим поближе.
Вид сверху.
Вид снизу.
Для масштаба рядом с монетой.
Сам модуль построен на микросхеме AR1310. Точного даташита на неё найти не смог, по всей видимости произведена в Китае и её точное функциональное устройство не известно. В интернете попадаются лишь схемы включения. Поиск через гугл выдает информацию: » Это высокоинтегрированный, однокристальный, стерео FM радиоприемник. AR1310 поддерживает частотный диапазон FM 64-108 МГц, чип включает в себя все функции FM радио: малошумящий усилитель, смеситель, генератор и стабилизатор с низким падением. Требует минимум внешних компонентов. Имеет хорошее качество аудиосигнала и отличное качество приема. AR1310 не требует управляющих микроконтроллеров и никакого дополнительного программного обеспечения, кроме 5 кнопок. Рабочее напряжение 2.2 В до 3.6 В. потребление 15 мА, в спящем режиме 16 uA «.
Описание и технические характеристики AR1310
— Прием частот FM диапазон 64 -108 МГц
— Низкое энергопотребление 15 мА, в спящем режиме 16 uA
— Поддержка четырех диапазонов настройки
— Использование недорогого кварцевого резонатора 32.768KHz.
— Встроенная двусторонняя функция автоматического поиска
— Поддержка электронного регулятора громкости
— Поддержка стерео или моно режима (при замыкании 4 и 5 контакта отключается стерео режим)
— Встроенный усилитель для наушников 32 Ом класса AB
— Не требует управляющих микроконтроллеров
— Рабочее напряжение 2.2 В до 3.6 В
— В корпусе SOP16
Распиновка и габаритные размеры модуля.
Распиновка микросхемы AR1310.
Схема включения, взятая из интернета.
Так я составил схему подключения модуля.
Как видно, принцип проще некуда. Вам понадобится: 5 тактовых кнопок, разъем для наушников и два резистора по 100К. Конденсатор С1 можно поставить 100 нФ, можно 10 мкФ, а можно вообще не ставить. Емкости C2 и С3 от 10 до 470 мкФ. В качестве антенны — кусок провода (я взял МГТФ длиной 10 см, т.к. передающая вышка у меня в соседнем дворе). В идеальном случае можно рассчитать длину провода, например на 100 МГц, взяв четверть волны или одну восьмую. Для одной восьмой это будет 37 см.
По схеме хочу сделать замечание. AR1310 может работать в разных диапазонах (видимо, для более быстрого поиска станций). Выбирается это комбинацией 14 и 15 ножки микросхемы, подключая их к земле или питанию. В нашем случае обе ножки сидят на VCC.
Приступим к сборке. Первое, с чем столкнулся, — нестандартный межвыводной шаг модуля. Он составляет 2 мм, и засунуть его в стандартную макетку не получится. Но не беда, взяв кусочки провода, просто напаял их в виде ножек.
Выглядит неплохо )) Вместо макетной платы решил использовать кусок текстолита, собрав обычную «летучку». В итоге получилась вот такая плата. Габариты можно существенно уменьшить, применив тот же ЛУТ и компоненты меньшего размера. Но других деталей у меня не нашлось, тем более что это тестовый стенд, для обкатки.
Подав питание, нажимаем кнопку включения. Радиоприемник сразу заработал, без какой-либо отладки. Понравилось то, что поиск станций работает почти мгновенно (особенно если их много в диапазоне). Переход с одной станции на другую около 1 с. Уровень громкости очень высокий, на максимуме слушать неприятно. После выключения кнопкой (спящий режим), запоминает последнюю станцию (если полностью не отключать питание).
Тестирование качества звука (на слух) проводил наушниками Creative (32 Ом) типа «капли» и наушниками «вакуумного» типа Philips (17,5 Ом). И в тех, и в других качество звука мне понравилось. Нет писклявости, достаточное количество низких частот. Меломан из меня никудышный, но звук усилителя этой микросхемы приятно порадовал. В Филипсах максимальную громкость так и не смог выкрутить, уровень звукового давления до боли.
Так же измерил ток потребления в спящем режиме 16 мкА и в рабочем 16,9 мА (без подключения наушников).
При подключении нагрузки в 32 Ома, ток составил 65,2 мА, при нагрузке в 17,5 Ома — 97,3 мА.
В заключение скажу, что данный модуль радиоприемника вполне годен для бытового применения. Собрать готовое радио сможет даже школьник. Из «минусов» (скорей даже не минусы, а особенности) отмечу нестандартный межвыводной шаг платы и отсутствие дисплея для отображения информации.
P.S.
По рекомендации камрада Ksiman установил конденсаторы по 10 мкФ на выходе.
Измерил ток потребления (при напряжении 3,3 В), как видим, результат очевиден. При нагрузке 32 Ом — 17,6 мА, при 17,5 Ом — 18,6 мА. Вот это совсем другое дело!!! Ток немного менялся в зависимости от уровня громкости (в пределах 2 — 3 мА). Схему в обзоре подправил.
Три приёмника УКВ на RDA5807
РадиоКот >Схемы >Аналоговые схемы >Приемники и передатчики >Три приёмника УКВ на RDA5807
RDA5807FP — интегральный радиоприемник нового поколения, однокристальный, с полностью интегрированным синтезатором, IF избирательностью, RDS/RBDS и MPX декодер – FM радио тюнер, 50-108MHz, стерео. Тюнер изготовлен по CMOS технологии, поддерживает цифровой интерфейс I2S Audio Data Interface и требует минимального количества внешних компонентов. В корпусе SOP16. Полностью без внешних регулировок. Все это делает его очень привлекательным для портативных устройств. RDA5807FP имеет мощный цифровой аудиопроцессор, это дает возможность получить оптимальный звук высокого качества в различных условиях приема.
Питание – 3…5 В (литиевый аккумулятор 3,7В).
Ток потребления – 30 мА с дисплеем, 20 мА без дисплея.
Микроконтроллер – PIC12F675.
FM тюнер – RDA5807FP.
Индикация – дисплей 0,96 дюйма, 128х64 пикселя на SSD1306.
Настройка на станции – автопоиск кнопками вверх и вниз.
Регулировка громкости – ступенчато кнопкой громкость (+ регулятор наушников).
Антенна – шнур наушников.
Наушники – в моем примере Defender Bravo HN-003G с сопротивлением 36 Ом.
Для обвязки тюнера требуется кварцевый резонатор, в нашем случае часовой кварц на 32768 Гц. Найденная автопоиском станция сохраняется в памяти микроконтроллера и загружается после подачи питания.
Приёмник может работать без дисплея, что упрощает конструкцию. Используется графический дисплей с разрешением 128х64 пикселей на контроллере SSD1306, который реализует различные интерфейсы подключения. У нашего дисплея это интерфейс I2C с характерной четырёхконтактной вилкой с линиями GND, VCC, CSL, SDA (см фото ниже). На плате дисплея присутствует компонент U2 – стабилизатор напряжения 3,3В, что позволяет организовать питание в широком диапазоне.
В Интернет-магазинах его можно найти по следующим ключевым словам — 0.96″ I2C IIC Serial 128X64 OLED LCD LED Display.
Есть два варианта платы: с кнопкой громкости и без кнопки громкости. У меня без кнопки громкости, т.к. на шнуре наушников есть регулятор громкости, которым более комфортно управлять громкостью.
В корпусе старинного транзисторного приёмника «Дружок» собран новый УКВ ЧМ (FM) приёмник 76-108 МГц. Микросхема тюнера – RDA5807. Индикация на четырёхразрядный семисегментный светодиодный индикатор. Питание в широком диапазоне напряжений. Ток потребления 20 мА. Звук на динамик 0,5 Вт.
Питание можно упростить, исключив из схемы преобразователь на MC33063 (на схеме линии питания разорваны крестиками). Без преобразователя для питания достаточно 3В или двух пальчиковых батареек по 1,5В. Схему можно и дальше упростить, удалив узел индикации – приёмник будет работать.
Реализован автопоиск станций вверх и вниз по диапазону. После завершения поиска на экран на 2-3 сек выводится частота и затем, для экономии энергии, экран выключается. Аналогично отключается экран после регулировки громкости. Громкость 15 уровней с выводом на экран символов ГР.ХХ . Последняя найденная станция сохраняется в памяти приёмника и будет загружена после подачи питания.
Размер платы подобран под габариты корпуса.
Приёмник с часами работает в диапазоне УКВ ЧМ (FM) 76-108 МГц. Настройка частоты в ручном и автоматическом режиме (автопоиск). Время выводится в 24 формате. Индикация уровня принимаемого сигнала (RSSI) на стрелочный индикатор. Стерео усилитель 2х8 Вт. Стационарное питание 220В.
Это простой приёмник с сочетанием старых и современных компонентов. Для индикации используются газоразрядные лампы типа ИН-12Б (могут использовать и другие лампы). Конструкция позволяет легко всё настроить (подстроить) режим работы на слух и на глаз.
Важно! Для работы усилителя нужен источник питания с током 1,5–2 А. Для компактности применен модуль питания RS-25-12 (Mean Well), но в виду дороговизны, Вы можете подобрать что-то иное. На плате предусмотрено место посадки диодного моста для случая использования железного трансформатора.
Для питания ламп собран повышающий преобразователь на MC34063. Подстроечным резистором 5К устанавливаем напряжение на выходе преобразователя 160-175В (для ламп ИН-12Б).
Переменный резистор в цепи микроамперметра регулирует ток (угол отклонения стрелки). Микроамперметр может быть на другой ток (до 1 мА). Микроамперметр можно и вовсе не ставить, если по дизайну он не вписывается в корпус.
Подстроечный резистор в цепи регулятора громкости устанавливает максимальное значение уровня громкости (очень приличный уровень громкости). Переменный резистор может быть и другого номинала (+/-50%), но желательно с линейной характеристикой (не логарифмический). Микросхему усилителя TDA7057AQ установить на радиатор.
Настройка часов. В ручном режиме кнопками устанавливаем частоту 108,1 Мгц, затем переводим в автоматический режим и кнопками устанавливаем время. После настройки переключаем в ручной режим, чтобы уйти с частоты 108,1 Мгц.
Основную часть времени индикатор показывает текущее время. С 30й по 35ю секунду выводится текущая частота. Косвенно яркость ламп (и ток) можно отрегулировать подстроечным резистором в преобразователе напряжения.
В нашем примере использован корпус G748 (225х165х65мм). Шаблоны отверстий приложены в формате *.spl7. Кнопки КМ1-1 (ПКН6-1), тумблера МТ1 (один тумблер у меня без функции; можно на питание поставить). Переменный резистор на громкость S16KN1 и к нему ручка-крутилка 41026-1 (D45.1мм, отв. 6мм с лыской). Ставить пару динамиков в такой корпус посчитал нецелесообразным, поставил один JVC CS-J410X (для него нужен корпус на порядки больше и крепче) + идеально подошла решетка на вентилятор. Телескопическая антенна с BNC разъемом AST-24 D7mm S7 150-650mm + ответная часть на корпус. Разъем 220В (папа) на блок AC-11, 2 контакта, крепление винты + типовой шнур.
Приёмник-часы собран на двух платах, которые соединены ленточным шлефом.
Обратите внимание – у платы индикации гребенки разъемов смонтированы со стороны дорожек. Плата управления, как и схема, на первый взгляд, кажутся сложными, но, по сути, все компоненты на свих местах и понятны для восприятия. Плата сделана с заделом на будущее (ДУ и датчик температуры), которые планируется реализовать позднее. В предложенной схеме микроконтроллер можно запрограммировать внутрисхемно. Выбор микроконтроллера сделан в пользу PIС16F876A, т.к. он более доступен для покупки и его можно прошить элементарными программаторами (с доступным софтом). По запросу могу перекомпилировать прошивку под более дешевый PIC16F886 (и его можно будет использовать без кварца 4 МГц).
Файлы:
Архив RAR
Архив RAR
Архив RAR
Все вопросы в Форум.
Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? |
Тюнер FM для приёмника ретро своими руками.
Старая ламповая радиола работает в УКВ диапазоне на частотах 65,8 – 73 МГц, а так хочется послушать станции с той же частотной модуляцией (FM) в верхнем диапазоне УКВ на частотах 88 – 108 МГц. Существует несколько способов переделок.
Способ первый. Выход частотного детектора с промышленного приёмника подсоединить к ламповому входу УНЧ радиолы, к входу звукоснимателя или регулятора громкости. Но такой симбиоз мне не очень нравится.
Способ второй. Иногда перестраивают УКВ блок самой радиолы, её гарантированная чувствительность равна 20 мкВ, такую чувствительность имели старые ламповые приёмники второго класса, маловато будет. Одной только перестройкой здесь не обойтись.
Способ третий. Встроить в радиолу готовый блок УКВ от хорошего современного приёмника. Заранее вижу сложности по установке кнопок настройки и управлению этим блоком.
Можно и дальше перечислять другие способы, а поэтому я остановился на самом простом способе, который стар, как и сама радиола, но вполне себя оправдал. К самому приёмнику добавляется только ручка настройки гетеродина, ибо только он и будет перестраиваться. Берётся одна единственная микросхема с классическими пьезокерамическими фильтрами на 10,7 МГц и фильтром дискриминатора (детектора). По крайней мере, промежуточная частота с детектором уже настроены, работы остаётся немного, уложить катушку гетеродина и настроить селективный усилитель высокой частоты. Всю схему тюнера мне не хочется вырисовывать. Микросхем с классической промежуточной частотой 10,7 великое множество, возможно, у каждого есть своя любимая. В давние времена я начинал строить с микросхемой ТЕА 5710Т, на её примере я расскажу, как простым способом добиться неплохих параметров тюнера, который хорошо принимает радиостанции на предельных расстояниях, имея чувствительность не хуже 1 мкВ при соотношении сигнал – шум в 20 дБ, и прекрасно себя чувствует вблизи Останкинской телебашни. Так сложилось, что переворот в радиовещании произошёл более 20 лет назад, когда появились первые радиостанции «Европа +» и «М Радио», передающие зарубежную эстраду. Вот тогда-то я мастерил тюнера, настраивая их на понравившиеся частоты с небольшой подстройкой в диапазоне. К микросхеме добавлялся селективный усилитель высокой частоты (УВЧ). Первоначально он был выполнен на одиночных контурах, а потом я стал использовать связанные контура, обладающие лучшей характеристикой и обеспечивающие более широкую полосу приёма 5 МГц. Поскольку контура не перестраиваются варикапами, в тюнере отсутствуют перекрёстные помехи, а хорошая дополнительная селективность связанных контуров подавляет зеркальный канал и частично побочные каналы приёма. В усилителе использовался транзистор (АТ32033) с маленьким коэффициентом шума, таким образом, достигалась хорошая чувствительность, приёмник уверенно принимал радиостанции в радиусе 80 км от Москвы на отрезок провода в один метр, в то время как промышленный вариант приёмника на этой микросхеме помалкивал.
Шкала настройки очень удобная, я просто использовал стрелочный вольтметр, он очень подходит для стиля ретро. Меняется напряжение на варикапе гетеродина, а стрелка вольтметра настраивается в это время на станции.
| Электрическая схема тюнера. |
Достоинство в простоте конструкции. Недостатка два. Уверенный приём только в полосе преселектора, а она около 5 МГц. Нет смысла делать преселектор с широкой полосой, так как он будет приближаться к промежуточному каналу приема, и захватывать побочные каналы, ухудшая при этом помехоустойчивость. Второй недостаток, это — температурная зависимость частоты настройки гетеродина. Но если последнее решить с помощью синтезатора, то теряется простота конструкции. А если бы была поставлена задача – сделать уверенный приём во всём диапазоне, то я бы несколько таких блоков с микросхемами поставил в параллель и переключал бы вручную, разделив, таким образом, весь диапазон.
Несколько слов о пьезокерамических фильтрах на 10,7 МГц. Лучше применить микросхему, где используются 2 фильтра промежуточной частоты, получится хорошая избирательность по соседнему каналу приёма, более 60 дБ. С пьезокерамическим фильтром дискриминатора, приёмник упрощается в налаживании. В современных микросхемах он используется реже, а о его правильном подключении фирмы производители не дают информацию. Ни в коем случае не покупайте отечественные пьезокерамические фильтры (цвета от голубого до салатового), так как у них большой разброс по частоте (до 200 кГц) и очень плохая надёжность. Я столкнулся с этим по специфике своей работы. Лучше приобрести фильтры фирмы Murata, из тысячи ни один не вышел из строя, а из отечественных – каждый двадцатый.
О катушках индуктивности. Одна и та же катушка импортного производства может иметь разную цену. Как выяснилось в процессе – это не спроста. В цене заложены лучшие характеристики, меньше температурный коэффициент изменения индуктивности, что улучшает стабильность контура. Уменьшить уход по частоте поможет неоднократный сильный нагрев катушки, горячим воздухом, используя фен.
О микросхемах. Микросхема ТЕА 5710 мне очень нравиться, жаль, что её сняли с производства, хотя остатки на складах ещё есть, есть и в продаже. Это полноценный приемник, как с частотной, так и с амплитудной модуляцией. Встроенный гетеродин и усилитель высокой частоты упрощают всю схему. Вывести данную микросхему из строя просто невозможно. Сконструированные на ней блоки работают уже более 15 лет и не теряют работоспособность. В моём случае я только чуть уменьшаю усиление её собственного УВЧ, шунтируя контур Lк4 резистором, и добавляю УВЧ на современном транзисторе, имеющем меньший коэффициент шума. Можно использовать полевой транзистор BF1212WR, но будет другая схема его включения. На этой частоте еще его не опробовал, но уверен, что УВЧ на нём обладает больней линейностью, а значит, более устойчив к помехам, по крайней мере, не выходит из строя при мощном сигнале на входе (до 1 вольта) , а с транзистором АТ32033 такое порой случалось.
Однокристальные приёмники с низкой промежуточной частотой (150кГц), мне не по душе.
Из современных микросхем с фильтрами на 10,7 МГц, подойдёт SA 636, SA 639, но её применение усложнит конструкцию. Она постоянно совершенствуется, её размер становится всё меньше и меньше — не каждому это понравится. При желании её можно использовать с фильтром дискриминатора, внеся небольшую подстройку.
| Кострукция тюнера. |
Регулировка на слух возможна только в случае использования одиночных контуров. Сам процесс регулировки прост, а всё дело в конструкции контуров. Они выполнены проводом диаметром 0,3 и представляют собой 10 витков, без сердечника. Наматываются на оправке (например, сверло) в 1.5 мм, причём с шагом равным примерно диаметру провода. Настройка будет заключаться в сжатии или растягивании контура по максимуму принимаемого сигнала. Можно на слух, настроившись на отдалённую радиостанцию, слышимую на уровне шума, но лучше по приборам. У сильно вытянутого контура уменьшаю номинал его конденсатора, приводя его таким образом после повторной настройки в приличное состояние. Отличается только катушка гетеродина. Я специально подобрал нормированный контур в 150 нГн в планарном исполнении. Сделал это намеренно, пытаясь уменьшить уход частоты гетеродина от изменения внешней температуры. Все значения номиналов конденсаторов приведены для частоты 87 – 94 МГц, но паразитная ёмкость монтажа внесёт свои коррективы. Частота гетеродина на 10,7 МГц выше. Уложить гетеродин удобно по анализатору спектра. Увеличение номинала конденсатора Сп, расширяет перестройку и смещает её вниз, с уменьшением номинала конденсатора, перестройка уменьшается, и настройка гетеродина смещается вверх. Через каждые 400 кГц идут радиостанции, в этом сгустке найдётся любимая. Плотно «забитый» диапазон усложнит измерение чувствительности. Нужна экранированная комната. При измерении ушёл на самый склон входной частотной характеристики, практически за диапазон и намерил 1,2 мкВ при соотношении сигнал/шум 20 дБ.
Если кто решится повторить конструкцию, имея анализатор спектра и генератор или один измеритель частотных характеристик (Х 1 -42) или аналогичный ему, могу дать полновесную инструкцию по настройке.
Ламповый усилитель в сочетании c диапазоном ЧМ (FM) – музыкальное блаженство!Дополнено 8 октября 2012 г. Полновесная инструкция.
Регулировка тюнера УКВ диапазона.
Настройка блока состоит из трёх этапов.
1.Настройка высокочастотного усилителя осуществляется с помощью прибора Х1- 42, или Х1-50, или аналогичного им прибора для исследования амплитудно — частотной характеристики (АЧХ).
Для настройки необходим высокочастотный кабель с разъёмом и детекторная головка. Для удобства пользования прибором использую самодельный детекторный пробник. Он имеет небольшие габариты, благодаря чему обладает маленькой собственной ёмкостью. Ёмкость входного конденсатора можно всегда поменять, например, уменьшить с ростом частоты, таким образом исключить взаимовлияние измерительного прибора на работу схемы. Входные вывода измерительной головки должны быть как можно короче, чтобы исключить их паразитную индуктивность и ёмкость. Вместо классического германиевого диода использую СВЧ переключающие PIN диоды.
| Внешний вид детекторной головки. Она справа от разъёма. Чем меньше, тем лучше. |
| Рис.1. Схема детекторной головки. |
| Рис. 2. Калибровка прибора. |
Калибровка прибора. Верхний луч — уровень усиления.. |
Настройка сквозной частотной характеристики каскадов. Выход прибора Х1 — 42 подсоединить к антенному входу тюнера, а детекторную головку к 20-ому выводу микросхемы ТЕА 5710 . Первоначально необходимо увеличить обзор прибора до 50 МГц, при необходимости уменьшать уровень выхода с генератора. Сжимая или разжимая катушки, добиваться роста усиления в заданной полосе частот, начиная от 88 МГц и выше. Реальная полоса при указанных в схеме номиналах около 5 МГц. Значит, центральная частота будет 91 МГц. Меняя резонанс контуров, (при сжатии его характеристика смещается вниз, при растягивании — вверх), их, таким образом, подводят к центральной частоте. В этом случае усиление будет расти, а полоса пропускания сужаться. В процессе настройки, когда уровень АЧХ растёт, уровень сигнала с выхода прибора уменьшают декадником.
В теории каждый колебательный контур имеет свою частотную характеристику. Сквозная характеристика – это последний график.
Частотные характеристики катушек. Рис.3
| Скозная АЧХ. |
| Возбуждение усилителя. |
| Рис.4 Изменения в каскаде УВЧ. |
Схема изменения в каскаде усиления. Рис.4.
| Процесс настройки УВЧ. Контура расстроены, полоса широкая, нет усиления. |
Если резонансная кривая отсутствует? Поможет детекторная головка. Её последовательно подсоединяют к точкам схемы, что даёт возможность быстро определить, где теряется сигнал. Подсоединив к базе транзистора, можно наблюдать входной контур. Рис3.1.(чтобы он соответствовал рисунку, катушку Lк2 надо закоротить). Подсоединив к 1-ому выводу микросхемы, должны увидеть картинку на Рис.3.2, контур Lк4 должен быть замкнут и т.д. Причиной отсутствия сигнала может быть ошибка в монтаже или в номинале детали.
2. Настройка гетеродина. Удобно настроить с помощью анализатора спектра. К входу анализатора спектра подсоединяют высокочастотный кабель, заканчивающийся проводком 10 см, который послужит антенной. Провод располагают рядом с катушкой гетеродина Lг. С ростом напряжения на варикапе, настройка гетеродина смещается вверх. На схеме я забыл указать номинал конденсатора Сп, это емкость связи катушки с емкостью варикапа, отвечает за полосу перестройки, Сп = 20 пФ. При заданных номиналах частота перестройки гетеродина должна находиться в пределах
97,7- 104,7 МГц, не менее, что соответствует настройке 87- 94 МГц. Что на что влияет, написано в предыдущей статье.
3. Измерение чувствительности. Чувствительность должна получиться не хуже 1 мкВ при соотношении сигнал / шум 20 дБ.
У меня были проблемы при измерении этого параметра, так как весь диапазон забит станциями. В идеале этот параметр меряется в экранированной комнате. При измерении чувствительности около 1 мкВ не каждый ВЧ генератор подходит. Из отечественных высокочастотных генераторов Г4 -151 не годится, так как имеет плохое экранирование, то есть излучает, поэтому с ним можно намерить 0,1 мкВ, что нереально. Хорошо себя зарекомендовал Г4 – 176. Серьёзные генераторы иностранного производства тоже подойдут.
Схема измерения чувствительности. Рис 5.| Рис. 5. Схема измерения чувствительности. |
На генераторе выставляют частоту 88 МГц (обычно измерения проводят в трёх точка диапазона), девиацию частоты 75 кГц, частоту модулирующего сигнала -1 кГц, уровень выхода 5 мкВ. Тюнером, его ручкой настройки, необходимо настроиться на частоту генератора по тональному сигналу величиной 1 кГц на его выходе. Контроль выхода производится вольтметром и осциллографом, соединёнными параллельно через тройник. Среднеквадратичное значение синусоидального сигнала на выходе тюнера должно быть не менее 30 мВ. Вольтметры В3 – 38 и В3 -39 дополнительно имеют шкалу в дБ. При измерении остаточных шумов и уровня сигнала все значения удобно считать в дБ.
Отключают девиацию частоты на генераторе и измеряют уровень остаточных шумов на выходе тюнера в дБ, должно получиться соотношение равное 20 дБ относительно синусоидального сигнала.
20дБ = Уровень сигнала дБ – уровень шума дБ.
Уменьшая уровень сигнала с генератора, добиваются соотношения 20 дБ, последовательно повторяя операцию до трех раз. То есть повторно включают девиацию и от нового уровня синусоидального сигнала, выключив девиацию, добиваются уровня остаточных шумов 20 дБ, последовательно уменьшая сигнал с генератора. И так до тех пор, пока не установится необходимая разница в 20 дБ. При этом уровень с генератора будет соответствовать чувствительности.
Запутано, да!