Частотомер из российского радиоприемника схема и описание. Радиоприемник - цифровой частотомер

Микросхему TDA7088 можно считать условным аналогом отечественной микросхеме К174ХА34 , но он отличается более низким напряжением питания и наличием электронной плавной настройки, кнопками SCAN и RESET. На первом рисунке показана схема китайского приемника, это самый простой вариант, в котором имеется всего три органа управления, - две кнопки для настройки на станцию, и переменный резистор - регулятор громкости, объединенный с выключателем питания. Еще бывает индикаторный светодиод, индицирующий только питание.

Прослушивание радиовещательных станций осуществляется на головные телефоны, подключаемые к разъему XS1. Используются стереофонические микронаушники «затычки для ушей» от аудиоплеера. Но сигнал на них подается монофонический, а сами капсюли включаются последовательно (точка общего провода разъема наушников никуда не подключена).

Антенной, при этом, служит провод головных телефонов. Для разделения НЧ и ВЧ составляющих используются дроссели L3 и L4. которые не дают низкочастотному усилителю «закорачивать» сигнал антенны. Сигнал, принятый антенной, поступает на входной широкополосной контур L1, С1 который не перестраивается по диапазону, а настроен на его середину. И далее сигнал поступает через вывод 11 ИМС на вход УРЧ микросхемы. Усиленный сигнал радиочастоты и сигнал гетеродина, контуром которого является L2, С13, VD1, подключенный к выводу 5, поступают на смеситель внутри микросхемы.

Промежуточная частота низкая - 70 кГц, а тракт приема микросхемы IC1 имеет очень похожую схему на ИМС К174ХА34. Сигнал ПЧ во внутренних цепях микросхемы выделяется активным фильтром на операционных усилителях и RC-цепях, пассивными элементами которого являются конденсаторы С11, С12. Затем сигнал поступает на вход усилителя-ограничителя - вывод 9 IC1. Конденсаторы С4, С6 являются элементами коррекции усилителя-ограничителя, с выхода которого сигнал поступает на ЧМ-демодулятор.

Демодулированный сигнал, пройдя через фильтр НЧ-коррекции, внешним элементом которого является конденсатор С14, поступает на схему блокировки звука при настройке, режимом работы которой можно управлять изменением емкости конденсатора С8. В состав микросхемы входит триггер автоматической настройки на станцию. При нажатии на кнопку SB2 RESET на выводе 16 устанавливается напряжение питания, которое начинает плавно уменьшаться, соответственно изменяется напряжение на варикапе VD1 и происходит перестройка частоты вверх по диапазону.

При попадании в полосу захвата частоты сигнала радиостанции перестройка прекращается. Для дальнейшей перестройки по диапазону необходимо нажать кнопку SB1 SCAN, и приемник начнет поиск следующей по диапазону радиостанции. При её захвате, - опять остановка. И так, нажимая SB1 можно последовательно перебирать радиостанции. А кнопкой SB2 вернуться на исходную позицию. Сигнал звуковой частоты с вывода 2 проходит через регулятор громкости "VOL" и поступает на вход усилителя звуковой частоты который сделан на двух транзисторах VT1 и VT2. Это простой телефонный УНЧ на разноструктурных транзисторах. С эмиттера VT1 сигнал НЧ поступает на наушники. Приемник по схеме на рисунке 1 обычно сделан в виде брелка для ключей или даже своеобразного нагрудного значка. Питание от дисковой батареи напряжением 3V (применяется в некоторых пультах ДУ).

Главный недостаток - отсутствие шкалы настройки. Схема китайского приемника показаная на рисунке ниже это модифицированный вариант первой. Здесь есть цифровая шкала на жидкокристаллическом дисплее и часы-будильник. Синтезатора частоты нет, просто шкала на IC1 представляет собой своеобразный частотомер, измеряющий частоту гетеродина приемника. Электрическая схема приемного тракта практически не имеет отличий от первой схемы, а разница только в наличии цифровой схемы на ИМС IC1.

Как уже сказано, это часы-будильник с частотомером. Сигнал гетеродина с гетеродинного контура поступает на вход высокочастотного предварительного усилителя на транзисторах VT1, VT2 и далее на вывод 35 -вход цифрового индикатора частоты. При низком уровне на выводе 26 (когда приемник выключен) микросхема работает в режиме часов, при высоком уровне (когда приемник включен) - в режиме цифровой шкалы. Для управления часами используют пять кнопок:

SB1 - включение звонка;
SB2 - настройка времени звонка;
SB3 - настройка текущего времени;
SB4 - подстройка минут;
SB5 - подстройка часов.

Для настройки часов необходимо нажать на кнопку SB2 или SB3 и удерживая ее, кнопками SB4 или SB5 установить необходимое время. С вывода 28 сигнал будильника поступает на транзистор VT8, нагрузкой которого является дроссель L5 и пьезокерамический звукоизлучатель НА1. На транзисторах VT1...VT5 собрана схема защиты микросхемы IC1 от неправильной полярности источника питания. Это только две схемы, есть и другие варианты, с УНЧ на ИМС, работающей на динамик, с фонариками и прочие.

Электронная настройка (с помощью варикапов) по сравнению с настройкой переменным конденсатором имеет множество преимуществ. Это «дистанционность», то есть возможность орган настройки, которым является переменный резистор, расположить в любом удобном с точки зрения пользователя месте. Отсутствие влияния рук или других внешних емкостей на настройку, так как сам контур надежно экранирован, а с окружающей средой контактирует только источник постоянного регулируемого напряжения.

Это и возможность осуществления настройки при помощи цифровой схемы, микроконтроллера или переключателя резисторов (вариант с фиксированными настройками). А при ручной настройке легко получить очень хорошее замедление если использовать многооборотный переменный резистор. Для электронной настройки желательно и шкалу сделать электронной, чтобы вообще не было никаких механических деталей, кроме переменного резистора. В принципе существуют микросхемы-поликомпараторы для применения в светодиодных индикаторах уровня или постоянного напряжения.

Шкалу можно сделать на такой микросхеме, но число светодиодов обычно не более 10. То есть, есть только десять точек, что при работе, например, на КВ, явно мало, так как шкала получается очень грубой. Здесь дана схема линейной шкалы настройки из 40 светодиодов. 40 точек - это уже достаточно и для КВ диапазона. Шкала состоит из четырех линейных светодиодных матриц по 10 прямоугольных светодиодов в каждой. А управляются они четырьмя микросхемами LM3914 .

Микросхемы включены так, что бы они работали каскадно-последовательно, образуя общую шкалу длиной в 40 светодиодов. Фактически схема представляет собой 40-уровневый светодиодный индикатор входного постоянного напряжения, которое поступает на варикап. Так как напряжение на варикапах редко изменяется от нуля, то в схеме есть возможность установки верхнего и нижнего порогов напряжения, что бы установить края пределов настройки. Нижний предел устанавливается резистором R1, а верхний - резистором R5. Максимальное входное напряжение - 5V, поэтому, если напряжение на варикапах значительно выше, - необходимо на входе сделать обычный делитель напряжения. Установка последовательной работы определена резисторами R2-R4. Светодиодные матрицы можно использовать любого типа, или вместо них установить обычные светодиоды, - любые индикаторные. Напряжение питания может быть ниже 12V.

Наиболее подходящая модель для переделки - это Palito PA-218. Приёмник содержит специализированную микросхему SC3610D, имеющую в составе частотомер + контроллер ЖКИ + часы с будильником. Переделка приёмника в частотомер займёт около получаса (с учётом кофе и перекура). По сути надо просто убрать лишние элементы - микросхему приёмника IC2, два резистора R5 и R13, конденсатор C25 и транзистор Q7. На общий подключить провод с "кракодильчиком", а к конденсатору C19 подпаять провод на щуп-иглу, закреплённую с краю корпуса (можно просто вплавить медицинскую металлическую иглу). Конечно, если есть желание, то приёмник можно оставить, но надо будет исключить влияние гетеродина на вход частотомера в режиме измерений. По поводу других моделей много не скажу, но переделывался ещё Palito 214 с другой микросхемой и работал ничуть не хуже.

Так для чего же полученный прибор можно использовать?

1 .Определить частоту генерации любого кварца 500 кГц до 200 МГц (если такие существуют). Под рукой была схема с кварцем 49 МГц - прибор стабильно определял частоту не срывая генерации.
2 . Замерять ПЧ и выходные частоты 40 МГц - овых радиотелефонов (для замера выходной частоты общий провод можно не подключать).
3 . Диапазон частот лежит до 200 МГц (в зависимости от даты производства отдельные экземпляры позволяют замерять до 400 МГц). Следовательно можно оценить работоспособность ВЧ трактов 200-300 МГц -овых радиотелефонов.

Конечно погрешность измерений (0,1...0,2МГц) не позваляет делать точные регулировки. Прибор больше предназначен для оценки работоспособности узла или аппарата в целом при отсутствии под рукой осциллографа или при высоких рабочих частотах.

Если будут возникать какие-либо вопросы, пишите на [email protected] Вячеславу.

Желаю всем удачи.

1. Что такое цифровая шкала?

В современных приёмниках и тюнерах есть много дополнительных сервисных устройств, которые упрощают процесс настройки на радиостанцию. Одним из таких устройств является цифровая шкала . Это, как правило, 4-5 разрядный цифровой индикатор, на котором отображается непосредственная частота принимаемой радиостанции.

2. Как это работает?

Для этого нужно немного вспомнить теорию супергетеродинного приёма. В таком приёмнике есть входной контур с УВЧ (усилителем высокой частоты), гетеродин и смеситель (или преобразователь, что суть одно и то же). Гетеродин – это встроенный ВЧ-генератор, который вырабатывает (генерирует) напряжение высокой частоты. Частота этого напряжения может быть выше или ниже частоты принимаемого сигнала на вполне определённую величину (обычно 6,5 или 8,4 или 10,7 МГц). Т.е., например, при настройке на станцию, которая работает на частоте 100,0 МГц (при частоте ПЧ = 10,7 МГц), гетеродин будет вырабатывать сигнал частотой 89,3 МГц (если его частота ниже частоты сигнала станции) или 110,7 МГц (если выше). Второй вариант на практике используется чаще.

При перестройке по диапазону частота настройки УВЧ и гетеродина меняется одновременно. Для этого используется сдвоенный агрегат настройки (КПЕ, вариометр или варикапы). Принятый сигнал и сигнал от гетеродина подаются на смеситель, который выделяет разность этих частот. Эта частота называется промежуточной (ПЧ). Дальнейшее (основное) усиление принятого сигнала производится именно на ПЧ. Это упрощает конструкцию приёмника, так как не нужно делать перестраиваемые контуры, а основное усиление сигнала любой принятой станции производится на одной и той же частоте. Это основное преимущество супергетеродина.
Измерять непосредственно частоту принимаемого сигнала сложно, поскольку его величина очень незначительна и подвержена влиянию внешних факторов. А вот гетеродин – это «местный» генератор. Частоту и амплитуду вырабатываемого гетеродином напряжения можно стабилизировать (что и делается в хороших приёмниках), а раз они относительно стабильны, то и измерить их значительно проще. Вот именно для измерения частоты гетеродина и используется цифровая шкала .
Цифровая шкала – это, по сути, цифровой частотомер, но довольно «специфический». Например, если к гетеродину подключить «обычный» частотомер, то он нам покажет не частоту принимаемой станции, а частоту самого гетеродина. Пользоваться такой шкалой будет неудобно, так как придётся «в уме» отнимать (или прибавлять) величину ПЧ к показаниям индикатора. Что бы не обременять радиослушателя такими «математическими вычислениями», их производят непосредственно в самой цифровой шкале. В этом и заключается её «специфика».
Как это происходит? В общем-то, довольно просто – с помощью предустановки (предварительной записи) значения частоты ПЧ в микросхемы счётчика в начале каждого цикла измерения. Так, при частоте ПЧ = 10,7 МГц и при условии, что частота гетеродина выше частоты принимаемой станции, в счётчики предварительно записывается число «9893». В приведённом выше примере частота, вырабатываемая гетеродином, будет 110, 7 МГц. Подаём этот сигнал на вход счётчика (естественно, предварительно поделив её на 100 000). Он сначала отсчитает 107 импульсов (это частота ПЧ), что приведёт к «обнулению» предустановленных счетчиков и далее они начнут считать непосредственно частоту станции «как бы» с нуля. Вот и весь «фокус».
Именно на таком принципе работает ЦШ на дискретных элементах, которую я построил ещё в 90-е годы. В основе – схема ЦШ тюнера «Ласпи-005», которая была основательно переделана. Для её изготовления потребовалось 18 ИМС, в том числе 3 шт. - из серии К500 (ЭСЛ-логика), большое количество «обвязки», сложная печатная плата.

6. Немного о деталях

Для изготовления плат использовался импортный односторонний фольгированный стеклотекстолит толщиной 1,5 мм. Платы изготовлены по ЛУТ. После травления и обрезки «в размер», просверлены все отверстия, дорожки зачищены «нулёвкой», обезжирены спиртом и полностью залужены.

Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только

Шкала будет работать при подключении к этому блоку и без буферного каскада – он уже установлен в этом блоке УКВ штатно. Нужно собрать простейшую схему (Рис. 16, расположение выводов указано при виде на блок сзади), выход «OSC» блока УКВ соединить коаксиальным кабелем со входом ЦШ и подать питание. Выход «To IF AMP» («К усилителю ПЧ») можно никуда не подключать, как и вход АРУ («AFC»). Таким способом можно легко убедиться в работоспособности шкалы, перестраивая блок с помощью переменного резистора на 47 … 100 КОм от начала до конца диапазона.

В других же случаях подключение шкалы к блоку УКВ – это отдельная тема. Задача, на самом деле, непростая. Дело в том, что шкала обладает своим входным сопротивлением и входной ёмкостью. Поэтому, при подключении шкалы к гетеродину приёмника, мы внесём дополнительную ёмкость в гетеродин, изменим режим его работы и сместим диапазон («вниз»), в котором он генерирует. Что бы минимизировать это влияние (но не устранить полностью), между гетеродином и ЦШ необходимо включить буферный каскад – эмиттерный или истоковый повторитель, который обладает большим входным и малым выходным сопротивлениями и имеет маленькую входную ёмкость. В любом случае, подстраивать гетеродин придётся. Желательно разместить буферный каскад в непосредственной близости от гетеродина, на отдельной маленькой платке, а уже к ней подключить провода, идущие к ЦШ. Если приёмник разрабатывается «с нуля», то имеет смысл недалеко от гетеродина разместить и прескалер LB3500, а на ЦШ подавать уже сигнал с частотой, поделенной на «8». Именно так я поступил в самодельном ламповом блоке УКВ:

Универсальные рекомендации здесь дать сложно. Простую схеку буферного каскада можно «подсмотреть», например, в книге: Б.Ю. Семёнов «Современный тюнер своими руками», «Солон-Р», М., 2001 г, стр. 183. Это узел R5R6R7VT1C5 на полевом транзисторе КП303. Я проверял работу этого каскада с однокристальными приёмниками на микросхемах ТЕА5710 и СХА1238 . В обоих случаях всё работало прекрасно. Пришлось только немного подстроить частоту гетеродина.

К сожалению, для приёмников, у которых частота ПЧ отличается от 10,7 МГц (например, как в старых советских ламповых приёмниках с их ПЧ = 8,4 или 6,5 МГц) эта шкала не годится. Хотя в Интернете мне встречались варианты доработки шкалы на этой ИМС для приёмников с ПЧ = 500 КГц (в режиме АМ). Там автор просто подобрал кварц с другой частотой. Не знаю, насколько корректно при этом будет работать ИМС, но такой вариант существует.

--
Сергей Вицан

Читательское голосование

Статью одобрили 26 читателей.

Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт с вашими логином и паролем.

Самодельные измерительные приборы

И. НЕЧАЕВ, г. Курск
Радио, 2003 год, № 2

Простые карманные миниатюрные УКВ-ЧМ приемники («МАNВО» и ему аналогичные) пользуются сейчас популярностью из-за невысокой стоимости и удовлетворительного качества приема. Как правило, они изготавливаются на основе микросхем TDA7000, TDA7088 (см. Дахин М. Приемники с автоматической настройкой. - Радио, 2000, № 6, с. 33, 34). В последнее время модификации приемников стали комплектоваться электронными часами, а некоторые из них и цифровой шкалой. Последний вариант - это приемники под торговой маркой «Palito», «ЕСВ» и т. д.- представляет определенный интерес для радиолюбителей, так как встроенная электронная шкала это не что иное, как частотомер с цифровой индикацией.

Проведя простую доработку, можно, не теряя основных свойств приемника, использовать этот частотомер в радиолюбительской практике. Он не отличается высокой точностью из-за того, что имеет четырехдекадный индикатор и индицирует сотни, десятки, единицы мегагерц и сотни килогерц. Проводить очень точные измерения с его помощью трудно, но его удобно использовать (особенно в диапазоне УКВ) для проведения антенных измерений, поиска источников радиоизлучений и обнаружения частот, на которых происходит самовозбуждение радиоаппаратуры, а также для настройки широкополосных фильтров, усилителей и т. д. Поэтому он может быть неплохим дополнением к таким приборам, как ГИР, антенноскоп, генератор сигналов и т. д. Малые габариты, высокая экономичность (потребляемый ток всего несколько миллиампер) и большой диапазон рабочих частот (вплоть до 800 МГц!) делают такой измерительный прибор очень привлекательным. Ниже на примере приемника «ЕСВ» (RS-218) рассмотрена конструкция приемника и даны рекомендации по его доработке и приведены полученные параметры.

Укрупненная структурная схема этого радиоприемника показана на рис. 1.

В его состав входят две платы, одна из них - плата собственно радиоприемного устройства (РПУ) на микросхеме SC1088 (или TDA7088), УЗЧ на транзисторах и УРЧ на двух транзисторах. В качестве антенны в названных приемниках используется шнур головных телефонов, подключенных к гнезду. На второй плате размещены часы, элементы цифровой шкалы (собственно частотомер) и кнопки управления. Питающее напряжение постоянно поступает на узел часов и при выключенном приемнике на табло индицируется текущее время. При включении приемника выключателем SA1 напряжение питания поступает на приемник и шину управления частотомером. Сигнал гетеродина усиливается УРЧ, поступает на частотомер и на индикаторе индицируется частота настройки.

Приемник построен по супергетеродинной схеме (нижняя настройка) с низкой ПЧ (70 кГц), и поэтому для правильной индикации частоты настройки показания частотомера завышены на 0,1 МГц, что надо учитывать при проведении измерений. Очевидно, что если подавать на вход частотомера контролируемый сигнал, то при выполнении определенных условий будет индицироваться его частота. Прежде всего, для этого следует на корпусе приемника установить малогабаритное высокочастотное гнездо. Подойдет, например, SMA, и разместить его лучше всего ближе к входу частотомера. Кроме того, для включения частотомера надо установить малогабаритный переключатель (на схеме он обозначен как SA2").

Вариант размещения этих элементов в корпусе приемника показан на рис. 2.

Переключатель ПД9-2 устанавливают (приклеивают на плату) рядом с регулятором громкости, для этого перемычки J11, J14 и конденсатор С11 (нумерация приведена в соответствии с обозначением на плате) надо установить со стороны печатных проводников. Корпус переключателя соединяют с общим проводом. Гнездо SMA устанавливают на узкой стороне рядом с ленточным жгутом J21, который идет от платы приемника к плате часов (частотомера). Центральный контакт гнезда через конденсатор емкостью 500... 1000 пФ подключается ко входу частотомера или УРЧ, а корпус - к общему проводу.

Схема УРЧ показана на рис. 3. Так как он имеет два каскада, возможны три варианта подключения: к входу первого каскада (точка 1), к входу второго (точка 2) или ко входу частотомера (точка 3). Очевидно, что место подключения будет оказывать влияние на диапазон рабочих частот и чувствительность частотомера.

Для определения этих параметров были проведены исследования. При этом катушку индуктивности гетеродина надо закоротить переключателем, а емкости конденсаторов С4, С62, С63 увеличить до 10ОО пФ. На графиках рис. 4 показаны частотные зависимости минимального входного напряжения (Uвх), при котором частотомер начинал работать устойчиво, при подаче сигнала в его различные точки в соответствии с рис. 3. В любом случае напряжение сигнала более 1 В подавать не следует.

Используя приведенные зависимости, можно выбрать наиболее подходящую точку. Например, при подключении измеряемого сигнала на вход первого каскада чувствительность в диапазоне частот до 100 МГц составляет менее 1 мВ. Следует отметить, что такая чувствительность является чрезмерной и приводит к тому, что частотомер будет слишком чувствителен к помехам и наводкам. Кроме того, в этом диапазоне из-за нелинейных эффектов в усилителе возможно появление искажений и частотомер может индицировать частоту гармонических составляющих сигнала. Если же частотомер не реагирует на наводки, то при отсутствии сигнала на индикаторе будет индицироваться показание 000,1 МГц.

В авторском варианте исполнения частотомера для подключения была выбрана точка 3. При этом дополнительный выключатель включен между плюсом батареи питания (перемычка J23) и шиной управления частотомера (см. рис. 1). Для этого надо красный (или третий сверху) провод в жгуте J21 отсоединить от платы приемника и присоединить к выключателю. Такое подключение позволяет включать частотомер при выключенном приемнике или отключать его пои включенном приемнике. Последнее удобно тем, что при приеме радиостанции частотомер можно отключить и контролировать текущее время.

Внешний вид доработанного приемника показан на рис. 5 . Нижний предел измеряемой частоты составляет 0,5... 1 МГц, как раз там, где погрешность становится слишком большой. Верхний предел зависит от напряжения питания и для 2,5 В составляет 600 МГц, для 3 В - 700 МГц, а при 4 В достигает 800 МГц. Большее напряжение подавать не следует. При выключенном приемнике ток, потребляемый частотомером (вместе с часами), зависит от измеряемой частоты и изменяется от 0,3 мА при отсутствии сигнвла до 0,7 мА на частотах до 50 МГц и до 4 мА на частоте 600 МГц.

У многих из нас валяются старые, нерабочие или просто немодные китайские автомагнитолы. Начинка у большинства простая - TA2003 + TDA2005 и иногда цифровая шкала на LC7265. В своё время, лет 10 назад это были стоящие девайсы. А сейчас знакомые автомобилисты мечтают избавится от них хотя бы за символический доллар - лишь бы такие китайские автомагнитолы не валялись в гараже.

Если вы тоже являетесь счастливым владельцем таких устройств - не спешите выкидывать их. Как минимум три полезных блока можно извлечь оттуда и дать им вторую жизнь.
Прежде всего обращает на себя внимание готовый стереоусилитель на TDA2004 - TDA2005. Питание 12 - 16В, мощность около 2 по 10Вт.

Можно задействовать этот готовый модуль в качестве УНЧ при ремонте любого телевизора, магнитофона, центра и т д. Или в мостовом включении для сабвуфера, по приведённой ниже схеме

Главное, что не надо ничего паять, кроме проводов питания, входа и выхода. Выдрали аккуратно микросхему с УНЧ из платы китайской автомагнитолы и усилитель готов.

Следующий по полезности блок из китайской автомагнитолы это готовый ФМ - приёмник на TA2003. Уверенно принимает УКВ и ФМ каналы и имеет чувствительность порядка 5мкв. Тоже можно использовать и для ремонта, и как самостоятельный девайс - радиоприёмник. Вот даташиты на эту микросхему.

Вся схема тюнера обычно находится на отдельной плате китайской автомагнитолы и ничего паять не нужно (кроме проводов). На шкив регулятора крепится ручка настройки и выводится на переднюю панель.

И ещё одна очень полезная вещь, правда установленная не во всех дешёвых китайских автомагнитолах, это цифровая шкала, или просто частотомер на АЛС-ках и LC7265. Совместно с входным делителем может брать частоты почти до 200 МГц! Схема также стандартная и особенностей не имеет.

Можно использовать по прямому назначению, как цифровую шкалу. А можно и как частотомер - только учтите, что показывать он будет частоту + или - 10.6МГц. Подключение простое и проблем не вызовет даже у начинающих. LB3500 является входным делителем на 100. То есть, в зависимости от положения переключателя АМ - ФМ, получаем два диапазона: до 2 и до 200Мгц.

P.S. В принципе, что было и сделано в эпоху перестройки диапазонов с 66-74 на 88...108 МГц, как частотомер .

В общем из простой, дешёвой китайской автомагнитолы, которую давно хотелось выкинуть
мы получили несколько полезных и интересных вещей. Если Вы можете посоветовать ещё какие-то полезности из данных девайсов - пишите в комментариях..

По материалам с интернета