Синтезатор частоты для радиовещательного укв диапазона. В качестве основы синтезатора я использовал специализированную микросхему lm7001
Несмотря на обилие в продаже промышленных радиоприемников, интерес к их конструированию среди радиолюбителей не снижается. Особенно популярны радиовещательные приемники УКВ ЧМ диапазона. Однако в XXI веке ситуация на УКВ в России кардинально изменилась – появился второй диапазон, резко выросло количество станций и еще более резко увеличился объем рекламы в передачах.
Промышленные же модели доступных по цене УКВ ЧМ приемников обычно имеют плавную перестройку по диапазону с помощью конденсатора переменной емкости, в лучшем случае 3-4 фиксированные настройки. Да и чувствительность массовых моделей оставляет желать лучшего. Количество же станций в крупных городах измеряется уже десятками, а уровень сигнала в условиях многоэтажной застройки может сильно изменяться даже если просто приблизиться к антенне приемника.
Вот и приходится слушателям потреблять хрипящую и скрипящую "долгожданную рекламу", ведь чтобы перестроиться на другую станцию, нужно твердой рукой, точно и аккуратно вращать ручку настройки. Почти как много лет назад, выискивая на коротких волнах "Голос Америки".
Предлагаемый приемник благодаря применению синтезатора частоты и микроконтроллерного управления имеет развитые сервисные функции, простое и интуитивно понятное управление, а также высокую чувствительность, избирательность и помехоустойчивость. Этот самодельный УКВ приемник разрабатывался для замены "трехпрограммника" на кухне, но может быть использован и в переносном или автомобильном варианте. Приемник УКВ диапазона удобен и прост в эксплуатации, имеет оригинальную систему настройки на основе валкодера, позволяющую практически мгновенно и точно настроиться на любую из заранее запрограммированных станций. Приемник перекрывает непрерывный диапазон 65...108 мГц, в котором можно запрограммировать 31 фиксированную настройку. Питание осуществляется от одного источника +5 В с током до 30 МА (не считая УНЧ).
Функциональная схема УКВ ЧМ приемника показана на рисунке. Его структурная схема классическая, включает в себя блок УКВ, УПЧ, УНЧ, синтезатор частоты и блок управления с самодельным валкодером. Схемы всех блоков приведены в подробном описании. Основа блока УКВ – широко распространенная микросхема К174ПС1. Необходимая чувствительность и избирательность по зеркальному каналу обеспечивается резонансным усилителем на двух транзисторах. Благодаря применению варикапов типа КВ132 блок перекрывает диапазон частот 65...108 МГц при изменении управляющего напряжения в пределах всего 1...4 В.
Сигнал ПЧ 10,7 мГц подается на вход усилителя промежуточной частоты. УПЧ и демодулятор выполнены на микросхеме К174ХА6 в типовом включении. Без особого ущерба для качества работы можно использовать и более распространенную К174УР3, включив ее по типовой схеме. Демодулированный сигнал с выхода блока через регулятор громкости поступает на УНЧ, выполненный на микросхеме К174УН14. Кроме собственно УНЧ, в этот блок входит также и стабилизатор на 5в для питания приемника.
Высокая стабильность настройки приемника обеспечивается благодаря применению синтезатора частоты на основе микросхемы 1508ПЛ1. Схема блока управления собрана на основе микроконтроллера PIC16F84. Для перестройки по диапазону в приемнике использован валкодер. Конструкция самодельного валкодера проста и доступна для повторения в домашних условиях. Она описана в подробном описании.
Номер принимаемого канала и частота настройки отображаются на 10-разрядном LCD индикаторе с встроенным контроллером HT1613 или HT1611. Индикатор использован один из самых дешевых и распространенных – от телефонов с АОН. К сожалению, он не имеет собственного названия и разные производители называют его по своему, например, встречается обозначение KO–4B. Неизменным остается только его встроенный контроллер HT1613 или HT1611. Эта марка иногда наносится на плату индикатора.
Благодаря применению синтезатора УКВ приемник практически мгновенно перестраивается со станции на станцию, нет необходимости точно подстраиваться. Достаточно не глядя повернуть ручку настройки, и приемник перестроится на другую станцию, причем настройка будет точной, а звук чистым и качественным без хрипов и скрипов, свойственных популярным приемникам на К174ХА34.
Приемник получился очень удобный в работе. Его повторили многие радиолюбители, а некоторые внесли в конструкцию свои изменения и дополнения, которыми любезно поделились со мной. В частности, было предложено заменить дефицитную в наши дни микросхему синтезатора УКВ 1508ПЛ1 но более доступную SAA1057. Я, в свою очередь, делюсь этой информацией с Вами. Дополнения пользователей выложены на этой страничке в архиве в том виде, в каком я их получил - "как есть".
Если возникнут сложности с приобретением индикатора HT1613 (HT1611, KO-4B), его можно заменить на светодиодные индикаторы. Одним из первых такое устройство на AT90S1200 предложил Эдуард (UA4NX). Описание можно найти на его сайте http://ua4nx.qrz.ru . Известен вариант и на ATmega8. На всякий случай я выкладываю архив с копией странички UA4NX, копией описания конструкции на ATMega8 и Datasheet на индикатор.
Использование в предлагаемом супергетеродинном УКВ ЧМ приемнике синтезатора частоты в качестве гетеродина позволяет обеспечить существенно большую точность и стабильность частоты настройки в отличие от настройки переменным конденсатором.
Предлагаемый приемник обеспечивает прием сигналов УКВ ЧМ радиостанций стереофонического вещания по системе с пилот-тоном в диапазоне 88...108 МГц. Шаг перестройки составляет 0.05 МГц. напряжение питания - 9 В. потребляемый ток - 90 мА, реальная чувствительность - около 3 мкВ Приемник имеет линейный выход который подключают ко входу стереофонического УЗЧ.
Управлять приемником можно с помощью восьми кнопок, шесть из которых предназначены для выбора заранее настроенного канала приема (радиостанции), а две - для настройки "вверх" и "вниз" по частоте Для тех, кто предпочитает покрутить ручку настройки, имеется валкодер (энкодер). Индикация частоты осуществляется четырехразрядным семиэлементным светодиодным индикатором При кажущейся сложности этот приемник прост в сборке и настройке. Он состоит из двух узлов - тюнера и блока управления, каждый из которых собран на отдельной печатной плате.
Рис.1 Схема тюнера
Схема тюнера показана на рис. 1. Он собран на микросхеме однокристального супергетеродинного стереофонического УКВ приемника ТЕА5711 и синтезаторе частоты LM7001J Сигнал гетеродина приемника ТЕА5711 с вывода 23 через разделительный конденсатор С13 поступает на вход фазового детектора синтезатора частоты LM7001J (вывод 11) Принцип работы этого синтезатора подробно описан в . На выходе фазового детектора (вывод 14) формируется сигнал управления, он поступает на активный инвертирующий ФНЧ, собранный на транзисторах VT1 и VT2, с выхода которого через резисторы R3 и R4 он попадает на варикапы VD1 и VD2. С их помощью осуществляется перестройка контура усилителя ВЧ L2C7VD1 и контура гетеродина L3C9VD2 Входной контур L1СЗ широкополосный и поэтому неперестраиваемый. Прием осуществляется на антенну - отрезок провода длиной около 40 см
Рис.2 Основа блока управления - микроконтроллер PIC16F628A
Основа блока управления (рис. 2) - микроконтроллер PIC16F628A (DD1) Для увеличения числа линий управления применен сдвиговый регистр с защелкой 74НС595 (DD2) В устройстве применена динамическая индикация - элементы в различных разрядах зажигаются поочередно на определенные интервалы времени. Питающее напряжение на каждый из разрядов индикатора HG1 поступает через транзисторы VT1 - VT4, которыми управляет микроконтроллер DD1. "Включение" элементов в каждом разряде осуществляется выходными сигналами регистра DD2. Резисторы R7-R14 - токоограничивающие.
Формат индикации частоты - XXX.X МГц, т. е. единицы мегагерц и сотни килогерц разделены десятичной точкой. Поскольку шаг перестройки составляет 0,05 МГц, для индикации частоты XXX.Х5 МГц "зажигается" десятичная точка в младшем разряде (XXX.X.). К выходам регистра DD2 подключены и кнопки управления SB1-SB8. Опрос их состояния осуществляется одновременно с динамической индикацией а для предотвращения шунтирования элементов индикатора замкнутыми контактами кнопок установлен резистор R6.
Применены постоянные резисторы С2-23, Р1-4, подстроечный - СПЗ-19а, СПЗ-38а, оксидные конденсаторы - импортные, остальные - керамические К10-17. Номиналы резисторов и конденсаторов в блоке управления могут отличаться от указанных в пределах ±20 %. Стабилизатор 7805 заменим на КР142ЕН5А, транзисторы КТ3102Б - на любые транзисторы серии КТ3102, а транзисторы КТ3107 - на любые из серии КТ3107. Светодиодный индикатор с общим анодом LTC-5623 можно заменить на аналогичные по цоколевке. Например RL-F5620. Если подходящий индикатор приобрести окажется невозможным, его можно заменить на четыре отдельных одноразрядных светодиодных семиэлементных индикатора с общим анодом, объединив одноименные выводы элементов, но для этого потребуется изменить рисунок печатной платы. Микросхемы ТЕА5711 и LM7001 желательно установить в панели для исключения перегрева при пайке.
Светодиод можно применить любого цвета свечения, например, из серии АЛ307. Кварцевый резонатор - HC49/U или HC49/US, фильтры ПЧ ZQ1, ZQ2 - пьезокерамические CFE10.7 МГц, резонатор ЧМ детектора ZQ4 - также пьезокерамический CDA10.7 МГц. S1 - энкодер инкрементный PEC12-4220F-S0012, кнопки - TS-A6PG-130. Все катушки наматывают виток к витку проводом ПЭЛ или ПЭВ диаметром 0,5 мм. Катушку L1 - на оправке 4 мм, она содержит 7 витков, a L2 и L3 - на оправке диаметром 3 мм и содержат они 10 и 12 витков соответственно. Для питания радиоприемника необходим стабилизированный блок питания с выходным напряжением 9 В.
Все детали монтируют на печатных платах тюнера (рис. 3) и блока управления (рис. 4). Их изготавливают из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5...2 мм любым доступным способом например, с помощью пленочного фоторезиста . На плате управления сначала монтируют проволочные перемычки (6 шт.), а затем остальные элементы. Внешний вид смонтированных плат показан на рис. 5 и рис. 6
Рис.5 Внешний вид тюнера
Налаживание проводят в следующей последовательности. Прежде всего проверяют монтаж платы управления и подают на нее питающее напряжение. Нажатием на кнопки SB1-SB6 выбирают соответствующий канал, при этом на индикатор выводится ранее установленная частота этого канала. При нажатии на кнопки SB7 "Частота -", SB8 "Частота +" или вращении энкодера должна изменяться частота настройки в выбранном канале. При смене канала настройка предыдущего канала автоматически запоминается При выключении питания запоминается последний канал приема, на него будет настроен приемник при последующем включении питания.
Затем соединяют платы между собой. Выход тюнера подключают к стереофоническому усилителю, например, к активным компьютерным колонкам. Подключают антенну и настраиваются на радиостанцию в верхней части диапазона. Далее, последовательно уменьшая длину провода антенны и раздвигая витки катушки L2, добиваются наилучшего качества приема сигнала этой радиостанции. Затем подстроечным резистором R7 устанавливают такой режим работы стереодекодера, при котором все радиостанции принимаются в режиме стерео, о чем сигнализирует светящийся светодиод HL1. На этом настройку можно считать законченной. Платы устанавливают в корпус подходящего размера. Для антенны и индикатора делают в нем соответствующие отверстия. Для подключения к усилителю ЗЧ следует применить экранированные провода.
ЛИТЕРАТУРА:
1 Темерев А. Микросхемы серии LM7001 для синтезатора частот (Справочный листок) - Радио, 2003, № 4, с. 49, 50.
2. Шмарин И. Изготовление печатной платы с помощью пленочного фоторезиста - Радио, 2009, № 5, с 28
Скачать прошивку:
Скачать платы (lay):
У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера
К гетеродинам современных радиоприемных устройств в настоящее время предъявляются требования обеспечивать стабильность частоты такую как могут обеспечить только кварцевые генераторы. При этом они должны обеспечивать перестройку с одной частоты на другую. Эти требования могут быть совмещены только в особых устройствах — синтезаторах частот.
Синтезаторы частот, применяемые в качестве гетеродинов радиоприемников, в настоящее время в основном реализуются при помощи схемы фазовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ). Это связано с тем обстоятельством, что диапазон перестройки гетеродинов в приемниках мобильной связи УКВ диапазона достаточно мал.
Рассмотрим основные блоки, входящие в структурную схему фазовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ). ФАПЧ приведена на рисунке 1
Рисунок 1. Структурная схема цепи фазовой автоподстройки частоты (синтезатора частот)
В состав этой структурной схемы входит , формирующий сигнал ошибки формируемого колебания. Выходное колебание вырабатывается . Образцовое колебание в этой схеме формирует опорный генератор (ОГ). Еще одним неотъемлемым звеном цепи фазовой автоподстройки частоты является фильтр нижних частот (ФНЧ), позволяющий избежать самовозбуждения всей схемы в целом.
В зависимости от элементов, использованных в схеме фазовой автоподстройки частоты, она может быть аналоговой (при использовании аналоговых схем фазового детектора), цифровой (при использовании в качестве фазового детектора логических цепей) и полностью цифровой (при реализации фильтра низкой частоты в цифровом виде).
В результате работы схемы, приведенной на рисунке 1, мы в идеальном случае можем получить точно такое же колебание, что и колебание опорного генератора. Но тогда зачем нужна вся схема? Ведь можно было бы просто взять сигнал с выхода опорного генератора.
Первая задача, которую можно решить при использовании схемы фазовой автоматической подстройки частоты — это реализация детектирования частотно-модулированного сигнала. Если снимать напряжение с выхода ФНЧ, входящего в состав схемы фазовой автоподстройки частоты, то его уровень будет пропорционален отклонению частоты опорного генератора от номинального значения.
Однако мы собирались использовать схему ФАПЧ для генерации заданного набора частот. То есть нам требуется научиться изменять частоту генератора управляемого напряжением. Для этого включим в цепь обратной связи делитель частоты, как это показано на рисунке 2. Частота сигнала на выходе этого делителя уменьшится по сравнению с входным значением в коэффициент деления раз. Но ведь на входе фазового детектора частоты должны быть равными друг другу. Для этого мы увеличим частоту ГУН в коэффициент деления раз. При попытке частоты ГУН измениться относительно этого значения, цепь фазовой автоподстройки будет возвращать ее к номинальному значению.
Рисунок 2. Структурная схема цифрового синтезатора частот
В структурной схеме, приведенной на рисунке 2, использован делитель с переменным коэффициентом деления (ДПКД). Изменяя коэффициент деления N , можно перестраивать выходную частоту генератора. В этой схеме в качестве фазового детектора может быть применен как , так и . Применение фазового компаратора позволяет расширить частотный диапазон захвата петли фазовой автоматической подстройки частоты синтезатора частот.
Как мы уже знаем из , коэффициент деления цифрового делителя частоты может достигать несколько тысяч. Выбрав достаточно низкую опорную частоту f оп можно получить шаг перестройки синтезатора, удовлетворяющий требованиям к перестраиваемому генератору частот. Шаг перестройки синтезатора в схеме ФАПЧ получается равным частоте опорного генератора.
Обычно в радиотехнических схемах требуется малый шаг перестройки генератора. Величина этого шага составляет сотни герц или, в крайнем случае, единицы килогерц. В системах мобильной радиосвязи шаг перестройки синтезатора частот должен быть равен ширине канала связи. В результате возникает новая проблема. Мы не можем использовать для формирования такой частоты кварцевый генератор, ведь приемлемые по габаритам и стоимости кварцевые резонаторы могут работать только в диапазоне частот от 1 до 30 МГц.
Тем не менее, для получения низкой частоты сравнения на входах фазового детектора, на выходе опорного генератора можно поставить еще один цифровой делитель частоты с постоянным коэффициентом деления, как это выполнено в схеме, приведенной на рисунке 3. В этой схеме мы можем выбирать значения частот сравнения f ср, опорной частоты f оп и выходного колебания f в достаточно широком диапазоне.
Рисунок 3. Структурная схема цифрового синтезатора частот с малым шагом перестройки частоты
В качестве примера давайте определим требования к блокам, входящим в структурную схему синтезатора, вырабатывающего частоты в диапазоне от 146 до 174 МГц. Пусть в схеме будет использован генератор опорной частоты 6,4 МГц. Такие высокостабильные генераторы предлагаются многими фирмами в качестве готовых модулей, например модуль 6.4 MHz CFPT-9006-FC-1B фирмы C-MAC.
Шаг перестройки по частоте в заданном диапазоне частот определяется разносом радиоканалов по частоте (шириной канала). В настоящее время в этом диапазоне частот МККР рекомендует строить аппаратуру с шириной полосы радиоканала 12,5 кГц. Пусть наш синтезатор частот будет обладать именно таким шагом настройки частоты. Тогда частота сравнения на входе фазового детектора тоже должна соответствовать этому значению. Отсюда можно определить коэффициент деления постоянного делителя ПД:
Теперь определим максимальное и минимальное значение коэффициентов деления ДПКД:
Все полученные коэффициенты деления легко реализуются одной из схем делителей частоты (цифровых счетчиков), рассмотренных нами в предыдущих главах. Теперь можно приступать к разработке принципиальной схемы синтезатора. Единственным блоком, не рассмотренным в предыдущих главах, остался блок определения ошибки по частоте. Остановимся на этом блоке подробнее.
Кедов Александр, г.Омск
В ашему вниманию предлагается синтезатор частот для вещательного приёмника 87,5-108МГц, выполненный на микроконтроллере ATMEGA16 и микросхеме LC72131 с индикацией на ЖК-дисплее WH1602B. Внимание! Токоограничивающий резистор подсветки устанавливать на плате индикатора. Напряжение питания синтезатора - 12В, шаг сетки частот - 100 кГц, промежуточная частота: +10,7МГц. Имеется вариант прошивки для LM7001.
Для просмотра схемы кликните левой клавишей мышки
С
интезатор имеет возможность хранения в памяти до 99 каналов, причем, если занесено, например, 11 каналов, то перебор производится только по ним, а оставшиеся 88 каналов игнорируются. После подачи питания первой включается станция, на которой ранее был выключен синтезатор, она находится на канале с номером 0.
Синтезатор имеет валкодерное управление и 2 кнопки MODE и MEMORY. MODE определяет режим работы: плавная настройка или перемещение по станциям, занесённым в память. Плавная настройка осуществляется как вверх, так и вниз до краёв диапазона. Перемещение по станциям, занесенным в память осуществляется как вверх, так и вниз, по кольцу. Дополнительно имеется кнопка RESET, которой производится стирание всех станций из памяти.
Д ля стирания нобходимо нажать кнопку RESET, и, удерживая её, подать питание. 0,5 сек. индикатор не будет ничего показывать (в это время идёт очистка памяти), а затем отобразится следующее: "87,5 СН:00". Для записи станций необходимо нажатием на кнопку MODE перейти в "Режим настройки" и, вращая валкодер, настроиться на желаемую станцию. После чего нажать кнопку MEMORY. При этом экран погаснет на 0,5 сек., что говорит о том, что запись в память произведена. Далее производится выбор и запоминание других желаемых станций, после чего переходят в режим "Предварительных настроек" повторным нажатием кнопки MODE. Исходник программы подробно комментирован, что позволит легко внести желаемые изменения, например, изменение границ диапазона. При желании возможна переразводка платы под контроллер ATMEGA8 (при перекомпиляции программы). Установки фьюзов для контроллера указаны в начале программы.
В
качестве валкодера применен энкодер PEC-16 фирмы BOURNS или аналогичный, который вырабатывает один импульс на один щелчок. Подключение линий валкодера А и В и кнопок к контроллеру - строго по принципиальной схеме (а не по печатной плате). На печатной плате процессора имеется место для установки кварцевого резонатора, но в данной конструкции он не применяется. Тактирование процессора осуществляется от внутреннего генератора частотой 1 МГц. В качестве частотозадающего элемента в синтезаторе применён кварц с частотой 7,2Мгц. Точная установка частоты производится подбором SMD конденсаторов, подключенными к резонатору, без подстроечных элементов. Для этого на плате предусмотрены соответствующие контактные площадки.
Из конструктивных особенностей отмечу соединение процессорной платы и платы индикатора "разъём в разъём", без проводов. Для этой цели панель для контроллера установлена со стороны печатных проводников, без отверстий.
Фото отчет:
Вариант блока управления УКВ приемника с синтезатором частоты на микросхеме LM7001
http://www.radioradar.net/radiofan/antenns/version_control_unit_vhf_receiver_frequency_synthesizer_lm7001.htmlОписания УКВ ЧМ радиоприемников с синтезаторами частоты и светодиодными или ЖК индикаторами опубликованы в "Радио" . Блок управления этими радиоприемниками можно упростить и повысить его экономичность, если для индикации частоты применить стрелочный измерительный прибор, а из органов управления использовать только механический энкодер. Этого набора компонентов достаточно, чтобы обеспечить перестройку по частоте во всем диапазоне, а на индикаторе по пропорциональному отклонению стрелки оценить частоту. Практика показала, что такой способ управления и индикации довольно привлекателен и удобен.
Схема блока управления показана на рис. 1. Его основа - микроконтроллер DD1. Перестройку по частоте осуществляют механическим инкрементирую-щим энкодером S1. Информация о последней настройке сохраняется в энергонезависимой памяти микроконтроллера при выключении питания и автоматически загружается при последующем включении. Индикатором частоты настройки служит микроамперметр РА1. Шкала индикатора линейна, что облегчает ее градуировку и позволяет получить высокую точность настройки.
Все детали, кроме микроамперметра, устанавливают на печатной плате (рис. 2) из односторонне фольгиро-ванного стеклотекстолита толщиной 1,5...2 мм. Энкодер монтируют со стороны печатных проводников. Внешний вид смонтированной платы показан на рис. 3.
Применены постоянные резисторы МЛТ, С2-23, подстроечный многооборотный - 3296W или его отечественный аналог СП5-2В6. Оксидный конденсатор - импортный. Микроконтроллер PIC12F629 заменим на микроконтроллер PIC12F675, причем для каждого из них имеются коды "прошивки". Энкодер РЕС12 можно заменить на РЕС16 или ЕС11 с соблюдением правильности включения по цоколевке. Номиналы сопротивлений и конденсаторов могут отличаться от указанных в пределах ±20 %. В устройстве может быть применен стрелочный индикатор с током полного отклонения от 100 мкА до 10 мА. Номинал резистора МЛТ, С2-23, подстроечный многооборотный - 3296W или его отечественный аналог СП5-2В6. Оксидный конденсатор - импортный. Микроконтроллер PIC12F629 заменим на микроконтроллер PIC12F675, причем для каждого из них имеются коды "прошивки". Энкодер РЕС12 можно заменить на РЕС16 или ЕС11 с соблюдением правильности включения по цоколевке. Номиналы сопротивлений и конденсаторов могут отличаться от указанных в пределах ±20 %. В устройстве может быть применен стрелочный индикатор с током полного отклонения от 100 мкА до 10 мА. Номинал резистора
R2 указан для микроамперметра с током полного отклонения 100 мкА, поэтому при применении индикаторов с большим максимальным током сопротивление этого резистора необходимо пропорционально уменьшить.
Диапазон перестройки приемника, заложенный в исходном тексте программы микроконтроллера, составляет 87... 108 МГц. Однако его границы можно изменить путем замены значений констант в энергонезависимой памяти микроконтроллера при записи программы в его память. Это позволяет адаптировать блок управления под конкретный приемник и диапазон его рабочих частот. Например, если в вашем регионе радиовещание осуществляется в диапазоне 100... 105 МГц, то можно установить этот частотный интервал Но для любого диапазона выходной сигнал микроконтроллера отклоняет стрелку микроамперметра от 0 до максимального деления шкалы. Таким образом, при изменении диапазона перестройки будет изменяться и цена деления шкалы.
Настройка устройства сводится к установке резистором R2 стрелки на максимальное деление шкалы. Предварительно необходимо сделать не менее двадцати оборотов эн кодера по часовой стрелке для гарантированного достижения максимального значения частоты настройки.
Далее рассмотрим методику установки границ диапазона, в котором будет работать приемник. Для этого в программе на ПК, например WinPic800, открывают файл "прошивки". Затем открывают вкладку EEPROM. По адресам с 0x2102 по 0x2105 находятся значения констант кодов верхней и нижней частот диапазона рабочих частот (рис. 4).
Значения частот представлены в шестнадцатеричном формате. Например, верхней частоте соответствует число 2А 30 (или 10800 в десятичном счислении), а нижней - 21 FC (или 8700 в десятичном). Для диапазона перестройки 95... 105 МГц необходимо ввести значения 29 04 и 25 1С соответственно.
Литература:
1. Носов Т. Бытовой УКВ приемник с цифровым управлением. - Радио, 2010, № 6, с. 16-18.
2. Носов Т. УКВ радиоприемник из тюнера
автомагнитолы. - Радио, 2010, № 9, с. 20-22.
|
Тимофей Носов УКВ радиоприемник из тюнера автомагнитолыhttp://www.labkit.ru/html/radio_shm?id=273Предлагаемый приемник обеспечивает прием сигналов УКВ ЧМ радиостанций в диапазоне 75...108 МГц с системой стереовещания пилот-тон. Шаг перестройки составляет 0,05 МГц, напряжение питания 10-12 В, потребляемый ток – 75 мА. Приемник имеет линейный выход, к которому подключают вход стереофонического УЗЧ.Основой приемника является промышленный тюнер из морально устаревшей или неисправной автомагнитолы. Тюнер представляет собой законченное устройство, включающее в свой состав узлы радиочастотной части AM и FM диапазона, стерео декодер, шумоподавитель и прочие узлы. Для начала определим, какой тюнер может работать в конструкции. При всей кажущейся сложности, это просто выяснить. В идеале можно попытаться найти в Интернете схему автомагнитолы. Однако, гораздо проще рассмотреть маркировку на плате тюнера или на плате автомагнитолы в местах пайки разъема (соединительной "гребёнки"). Ниже в таблице приводим известные нам варианты обозначений электрических линий тюнера, которые будут задействованы:
Первые шесть пунктов представляют принципиальную значимость для возможности использования тюнера в конструкции. Пункты 7 и 8 могут носить опциональный характер и в некоторых тюнерах могут быть не реализованы. Наличие в маркировке обозначений VT (иногда TV) – признак подходящего тюнера. Прежде чем использовать тюнер в конструкции, его следует проверить на работоспособность. Для этого его достаточно включить по приведенной схеме.
Переменный резистор может быть номиналом от 10 КОм до 100 КОм. В качестве антенны использован отрезок провода длиной около 40 см. Конденсаторы электролитические. Головные телефоны – обычные наушники-вкладыши от плеера. С минусом питания следует соединить все линии, обозначенные как GND. С плюсом питания соединить все линии, обозначенные как VCC (линию AM VCC, если таковая имеется, не подключать). Напряжение питания должно быть в диапазоне 7-9 вольт. Регулировкой переменного резистора осуществляется настройка на станции. Даже в таком простом включении можно настроиться на радиостанции и прослушать эфир. Если это произошло, можно приступать к дальнейшей сборке радиоприемника. Вероятно, что не все смогут приобрести или достать промышленный тюнер из автомагнитолы. Конструкция приемника этим не ограничивается. Вполне допустимо использовать самодельный тюнер . Помимо модуля тюнера схема радиоприемника состоит из синтезатора частоты, объединенного с модулем тюнера в общий блок, микроконтроллера, знакосинтезирующего индикатора, кнопок и энкодера для настройки и управления. Схемы с использованием синтезатора частоты с микроконтроллерным управлением неоднократно рассматривались на нашем сайте. Однако, мы реализовали более удобный способ управления, настройки и индикации. Конструктивно радиоприёмник состоит из двух блоков – блока управления и блока тюнера. Основой блока управления является микроконтроллер DD1 PIC16F84A фирмы Microchip .
Без изменения схемы и печатной платы можно использовать PIC16F628A (для каждого микроконтроллера соответствующая прошивка). В случае использования PIC16F628A кварц на 4 МГц можно не монтировать на плате управления (повторяю другими словами - кварц для тактирования PIC16F628A не нужен ). В схеме можно применить любой знакосинтезирующий индикатор 16*2 (2 строки по 16 знакомест) на контроллере HD44780, KS0066 и аналогичных. В авторском варианте использован индикатор типа HY-1602B4 (его полный аналог ABC016002G). В качестве управляющего элемента использован инкрементирующий энкодер типа PEC16 . Его можно заменить энкодерами PEC12, EC11, Delta с соблюдением правильности включения по цоколевке. Также в продаже можно встретить и иные именования энкодеров c идентичным принципом работы. Полярные конденсаторы электролитические, остальные – керамические. Подстроечный резистор R1 любой малогабаритный, например, типа СП3-38А. Микросхемный стабилизатор 7805 может быть заменен на КР142ЕН5А (или аналогичный с напряжением стабилизации 5В и током не менее 500 мА). Номиналы сопротивлений и конденсаторов в блоке управления могут отличаться от указанных в пределах +/–20%. Возможно использование любых нормально разомкнутых кнопок подходящих габаритов, например, тактовые кнопки TS-A6PG-130. В блоке тюнера используется микросхема синтезатора частоты LM7001J фирмы Sanyo. Принципиальная схема блока тюнера показана на рисунке ниже То же http://radioelectronika.ru/?mod=cxemi&sub_mod=full_cxema&id=571 Полным аналогом ЖК индикатора типа HY-1602B4 является ABC016002G, но можно применить аналогичные ЖК индикаторы 2x16 (2 строки по 16 знакомест) на основе контроллеров HD44780 или KS0066, но следует учитывать, что они могут иметь другую цоколевку.
В цепях питания блока тюнера использован микросхемный регулятор-стабилизатор LM317 (отечественный аналог К142ЕН12А). Напряжение на выходе стабилизатора DA1 устанавливается подбором R2. При указанных номиналах R1,R2 напряжение на выходе DA1 составляет 7,6 В. В блоке тюнера полярные конденсаторы электролитические, остальные – керамические. Допускается использовать транзисторы VT1,VT2 типа КТ3102 с любым буквенным индексом. В качестве усилителя мощности можно применить активные компьютерные колонки или другой подходящий усилитель. Все детали монтируют на печатных платах блока тюнера и блока управления. Их изготавливают из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5…2 мм любым доступным способом, например, с помощью ЛУТ . Сначала монтируют проволочные перемычки, а затем остальные элементы. В авторском варианте использован тюнер MITSUMI FAE377 . Внешний вид смонтированных плат
Платы устанавливают в подходящий корпус. Для антенны и индикатора делают соответствующие отверстия в корпусе, а для подключения к усилителю ЗЧ следует применить экранированный провод. Программно в радиоприемнике реализовано 20 каналов, каждый из которых можно выбрать и при желании настроить. Кнопками "Канал –" и "Канал +" выбирается соответствующий канал. Кнопками "Частота –" и "Частота +" перестраивается частота в выбранном канале. В процессе работы в верхней строке индикатора отображается выбранный канал и текущая частота. В нижней строке выводится импровизированный стрелочный указатель, который пропорционально перемещается по всей ширине диапазона.
Все настройки автоматически сохраняются. При подаче питания включается канал, который работал перед выключением. Энкодер дублирует работу кнопок "Частота –" и "Частота +". Использование энкодера облегчает настройку выбранного канала. Желающие могут посимулировать проект в Протеусе.
Файлы: Печатные платы Прошивка под PIC16F84A - это базовая версия прошивки под "пенсионерский" микроконтроллер (долго у меня лежал этот микроконтроллер с частью убитых ножек и ждал амнистии в этом проекте), сделано под типовой диапазон 88-108 МГц, с ПЧ в плюсе и кварц 7200 МГц в связке с синтезатором LM7001J. Под нетипичные кварцы, отличающиеся от 7200 МГц, свободной программной памяти в PIC16F84A для пересчета нет и не ожидается. Версия прошивки для ПЧ в минус по запросу здесь . Далее все прошивки под расширенный диапазон 65-73...88-108 МГц , где "пустой" участок 73-88 МГц вырезан. Представленны прошивки адаптированные под популярно-распространенную частоту 4МГц для кварца у синтезатора LM7001J и разную коррекцию ПЧ. Генеральный тестировщик прошивок Ханжов Александр [email protected] за что ему отдельное merci Прошивка под PIC16F628A (+ПЧ и кварц 7200 у синтезатора LM7001J) Прошивка под PIC16F628A (-ПЧ и кварц 7200 у синтезатора LM7001J) Прошивка под PIC16F628A (+ПЧ и кварц 4000 у синтезатора LM7001J) Прошивка под PIC16F628A (-ПЧ и кварц 4000 у синтезатора LM7001J) Проект Протеуса Документация на компоненты Полезные ссылки:
|
Тимофей Носов
Бытовой УКВ приемник с цифровым управлением
Предлагаемый приемник УКВ ЧМ представляет собой функционально законченную конструкцию с линейным выходом, подключаемую к усилителю мощности НЧ. Предназначен для приема сигналов стереовещания с системой «пилот-тон» в диапазоне 88...108 МГц. Шаг перестройки приемника 0,05 МГц. Напряжение питания – 9 В. Ток потребления – 90 мА. Реальная чувствительность – не хуже 3 мкВ.В конструкции приемника реализовано несколько идей.
Во-первых , приемник имеет лёгкую настройку, с которой разберется любая домохозяйка. Имеется 6 кнопок для выбора канала и 2 кнопки для настройки выбранного канала (увеличение и уменьшение частоты). Также есть альтернативный вариант с использованием энкодера для тех, кто предпочитает «покрутить» настройку.
Во-вторых , используется минимальная и достаточная индикация на доступном четырехразрядном семисегентном индикаторе с общим анодом. В-третьих, при кажущейся сложности, этот приемник схемотехнически прост в сборке и настройке, а также дешев по составу электронных компонентов.
Приемник состоит из двух блоков: блока управления и блока тюнера. Конструктивно эти блоки собраны на двух платах. Принципиальная схема блока управления показана ниже.
Основой блока управления является микроконтроллер PIC16F628A фирмы Microchip. Для увеличения числа цифровых линий используется расширение, реализованное на сдвиговом регистре с защелкой 74HC595 , который выпускается многими производителями.
Для индикации используется светодиодный четырехразрядный семисегментный индикатор с общим анодом типа LTC-5623 фирмы Liteon. Аналогичные по цоколевке индикаторы выпускаются и другими фирмами, например, индикатор RL-F5620. Если вы не найдете подходящий индикатор, то его аналог можно собрать на любых одноразрядных семисегментных индикаторах с общим анодом, объединив одноименные линии сегментов (для этого потребуется изменить рисунок печатной платы).
Микроконтроллер последовательно записывает байты в сдвиговый регистр: на линии DS устанавливает очередной бит необходимого логического уровня (0 или 1), затем задним фронтом сигнала (переход из 1 в 0) на линии CH_CP задвигает этот бит в регистр и, наконец, задним фронтом на линии ST_CP инициирует появление на выходах регистра записанных последних восьми бит. Принцип работы сдвигового регистра 74HC595 более подробно описан здесь .
Программно-аппаратно реализована так называемая динамическая индикация – особый способ работы, когда сегменты в изображениях символов зажигаются поочередно на определенные интервалы времени. Для индикации дробной части шага перестройки 0,05 МГц используется децимальная точка в четвертом разряде, под включением которой понимается этот «хвостик». С целью увеличения нагрузочной способности микроконтроллера использованы ключи на транзисторах КТ3107 (с любым буквенным индексом).
К линиям сегментов подключены кнопки. Опрос кнопок происходит одновременно с динамической индикацией, что приводит к моментальной оценке состояний «нажато» или «отпущено». Для предотвращения шунтирования кнопками сегментов индикатора последовательно включен резистор R6, в итоге ток течет по цепи с меньшим сопротивлением.
Использован инкрементирующий энкодер типа PEC12. Его можно заменить подходящим по цоколёвке энкодером из серии EC11. Также в продаже можно встретить и иные именования энкодеров, которые идентичны по цоколевке с PEC12.
Номиналы сопротивлений и конденсаторов в блоке управления могут отличаться от указанных в пределах +/–20%. Возможно использование любых нормально разомкнутых кнопок подходящих габаритов, например, тактовые кнопки TS-A6PG-130. Микросхемный стабилизатор 7805 заменим на КР142ЕН5А.
Тюнер содержит минимум радиодеталей и не содержит редких или дорогих элементов. К особенностям схемотехники можно отнести требование минимизации размеров выводов компонентов и проводников. Блок тюнера собран на микросхеме однокристального приемника TEA5711 фирмы Philips и микросхеме синтезатора частоты LM7001J фирмы Sanyo. Принципиальная схема блока тюнера показана на рис. 2.
Микросхема TEA5711 представляет собой однокристальный супергетеродинный стереофонический УКВ радиоприемник. Сигнал с гетеродина приемника TEA5711 (вывод 23) через разделительный конденсатор С23 подается на вход фазового детектора синтезатора частоты LM7001J (вывод 11). LM7001J на выходе частотного детектора (вывод 14) формирует сигнал, который подается на инвертирующий ФНЧ, собранный на транзисторах КТ3102 (с любым буквенным индексом), и затем подается на вход управления генераторов управляемых напряжением. Микросхемы TEA5711 и LM7001 желательно установить на панели для избежания перегрева во время монтажа.
Катушки индуктивности бескаркасные без сердечников. Наматываются плотно виток к витку: L1 – 7 витков на оправке 4мм, L2 – 10 витков на оправке 3мм, L3 – 12 витков на оправке 3мм. Все катушки наматываются проводом ПЭЛ-0,5.
Светодиод HL1 любого типа, например, АЛ307. Полярные конденсаторы электролитические, остальные – керамические. Подстроечный резистор R4 любой малогабаритный, например, типа СП3-38А.
Керамические радиочастотные фильтры ZQ1, ZQ2 и резонатор ZQ3 на частоту 10,7 МГц. Кварц ZQ4 в цепи образцового генератора LM7001 – 4 МГц (программно сделан пересчет на более распространенный кварц, т.к. в оригинале используется дефицитный кварц на 7,2 МГц).
Сборка, наладка, порядок работы.
Печатные платы изготавливаются любым доступным способом, например, способом ЛУТ . Впаиваются перемычки, низкопрофильные компоненты, затем крупногабаритные элементы. Платы отмывают подходящем растворителем и проверяются на просвет на предмет волосковых коротких замыканий и непропаев. Прошитый микроконтроллер устанавливаем в панель на плату управления, внимательно проверяя правильное положение ключа.
Плату управления временно отключаем от платы тюнера. Подаем питание на плату управления и смотрим реакцию индикатора на нажатия кнопок и вращение энкодера. Настройки в каналах, а также последний выбранный канал должны сохраняться после повторных включений.
Соединяем платы управления и тюнера. На линии выхода стереосигнала тюнера подключаем наушники, либо усилитель (например, компьютерные активныее колонки). Подключаем к антенному входу тюнера отрезок провода 30-40 см. Подаем питание от стабилизированного источника. Настраиваемся на крайнюю станцию в верхней части диапазона, раздвигая витки L2. Затем настраиваем режим стереоприема подстроечным резистором R4. Находим такое положение R4, при котором все станции принимаются в режиме стерео. В режиме стерео светится светодиод HL1. На этом настройку можно считать законченной.
Фотографии и монтажные рисунки.
