Укв фм приемник с синтезатором частоты. Синтезатор частоты диапазона укв

💖 Нравится? Поделись с друзьями ссылкой
Бытовая техника

Блок управления синтезатором частоты УКВ радиоприёмника

При повторении УКВ ЧМ радиоприёмника с синтезатором частоты, описанного в , с учётом исправлений и дополнений , выяснилось, что блок управления синтезатором частоты может быть значительно упрощён. Новый блок содержит меньше микросхем и совсем не имеет дискретных транзисторов. Динамический вывод информации организован программно без использования дополнительных микросхем - преобразователей кода и сдвиговых регистров. Управление им намного проще по сравнению с прототипом : оно осуществляется только валкодером со встроенной кнопкой.

Новый блок имеет гораздо более широкий диапазон перестройки частоты - 45...130 МГц (у прототипа 88...108 МГц) с шагом 100 кГц (у прототипа 50 кГц). Он может работать совместно с тюнерами УКВ-1 (66...74 МГц) и УКВ-2 (87,5...108 МГц) диапазонов, причём с частотой гетеродина как выше, так и ниже частоты сигнала. Если управляемый гетеродин не может перестраиваться в столь широком диапазоне, то при попытке выхода за его пределы произойдёт выход частотно-фазового детектора LM7001 из режима захвата частоты. На этот случай предусмотрено управление кнопкой валкодера, нажатие на которую вернёт частоту настройки гетеродина в его рабочий диапазон и, соответственно, восстановит режим ФАПЧ синтезатора частоты.

Схема предлагаемого блока управления показана на рис. 1. Основа блока - микроконтроллер DD1 PIC16F628A. В соответствии с программой он управляет синтезатором частоты и выводит информацию о частоте настройки на четырёхразрядный светодиодный индикатор HG1 зелёного цвета свечения. Последняя настройка радиоприёмника запоминается при выключении его питания. Единственный орган управления - валкодер S1 со встроенной кнопкой. Кнопка S1 имеет две функции: фиксированная настройка на определённую радиостанцию (в экземпляре автора- 100,1 МГц), а также возврат синтезатора частоты в режим захвата.

Все детали установлены на печатной плате, изготовленной из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Чертёж платы показан на рис. 2. В конструкции применены постоянные резисторы и конденсаторы - импортные поверхностного монтажа: танталовые С1 типоразмера "С"; С2 - "В"; СЗ -керамический, R1- R3- 1206;

R4-R11 - 2010 (сопротивлением 0,22-1 кОм в зависимости от желаемой яркости свечения индикатора). Номинальная мощность SMD-резисто-ров типоразмера 1206 - 0,25 Вт, а типоразмера 2010 - 0,5 Вт, поэтому такая мощность резисторов указана на схеме (см. рис. 1). Эти резисторы выбраны потому, что их длина соответствует расстоянию между контактными площадками печатной платы (рис. 2), которая, в свою очередь, принята из-за необходимости расположения между ними печатных проводников. Но рассеиваемая на каждом резисторе мощность не превышает 0,125 Вт, поэтому резисторы для поверхностного монтажа можно заменить на С1 -4 или С2-23 мощностью 0,125...0,25 Вт.

Четырёхразрядный индикатор HG1 можно собрать из четырёх отдельных светодиодных семиэлементных индикаторов как с общим анодом, так и с общим катодом, объединив одноимённые выводы их элементов, кроме общих. Валкодер S1 - любой с дискретностью 12 шагов на оборот, желательно с кнопкой, но при её отсутствии кнопка может быть отдельная.

Стабилизатор напряжения 7805 (DA1) можно заменить на КР142ЕН5А. Микроконтроллер PIC16F628A (DD1) - PIC16F627 без изменения программы. Возможно применение PIC16F819 со встроенным генератором на 8 МГц. В этом случае допустимо использование более точного валкодера (24 и больше шагов на оборот).

На плате предусмотрены контактные площадки для вывода напряжения 5 В с выхода стабилизатора DA1, которое можно использовать для питания других узлов радиоприёмника, в частности, микросхемы синтезатора частоты LM7001J. Но это напряжение желательно подавать на аналоговые узлы через развязывающие фильтры, как показано на рис. 9 в .

Налаживание начинают с проверки правильности монтажа. Затем устанавливают в панель микроконтроллер DD1 с предварительно записанной программой и подают напряжение питания. На дисплее HG1 сначала появляется строка "-" из элементов "G" каждого разряда, потом элементы всех разрядов гаснут, кроме младшего. Далее выключают питание и снова включают, но при нажатой кнопке валкодера. Опять должна засветиться строка "-", а затем - значение частоты фиксированной настройки "1001" (в сотнях килогерц). Далее проверяют изменение частоты вращением валкодера в обе стороны и запоминание последней частоты настройки при выключении питания. В итоге, при повторном включении питания теперь после строки "-" должны появляться цифры частоты последней настройки. На этом налаживание завершено - выходы блока управления DA, CL и СЕ можно подключить к соответствующим входам микросхемы LM7001J (DA2 на рис. 2 в ).

страница 3

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.html

Описания 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 автомагнитолы

http://www.labkit.ru/html/radio_shm?id=273

Предлагаемый 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:




обозначение

описание

1

GND (либо корпус тюнера)

общий (минус питания)

2

VCC, FM VСС, FM/AM VCC

плюс питания

3

ANT, FM ANT

антенна

4

FM VT, VT, TV

управление частотой гетеродина

5

OSC, FM OSC, VCO

выход частоты с гетеродина

6

L, R, L CH, R CH, L OUT, R OUT

аудио выход левый и правый каналы

7

ST

вкл./выкл. режим стерео

8

MUTE

вкл./выкл. приглушения

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:
Попробуй сделать печатную плату на кухне
Собери себе подходящий программатор
Узнай как прошить микроконтроллер прошивкой
Научись программировать и делать прошивки
Задай вопрос или найди ответ в форуме

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.

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.

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.


Планирую купить +109 Добавить в избранное Обзор понравился +93 +177

) =100,7 MHz,

FM IN (частота приема) =90 MHz, ПЧ =10,7MHz

Делитель = 100,7 MHz / 100kHz = 1007 = 3EF (hex).

AM диапазон, шаг перестройки 10 kHz (Fref = 10 kHz).

AM VCO (частота гетеродина) = 1450 kHz

AM IN (частота приема) = 1000 kHz, ПЧ = 450kHz

Делитель = 1450kHz /10kHz = 145 = 91 (hex).

Необходимо отметить, что для нормальной работы необходимо установить керамический конденсатор между выводами 12,13 (они соединяются вместе) и выводом 16.

Управление микросхемой синтезатора осуществляется при помощи некоторых выходных сигналов COM-порта, а именно: RTS используется для подачи сигнала выборки CE, DTR - для передачи последовательных данных, а TX используется как строб данных CL. Все сигналы подаются на схему через ограничители тока (резисторы) и уровня (защитные диоды).

Выход ВО1в нашем случае применяется как выключатель питания тюнера. Управляемым элементом является мощный транзистор VT3, при этом синтезатор остается включенным.

Выходы ВО1 и ВО2 – регулировка громкости. На резисторах R17R18R19R20R21 собран простейший 2-битный ЦАП, позволяющий получит четыре уровня громкости, чего оказалось более чем достаточно. Напряжение регулировки громкости подается на вывод 11 микросхемы усилителя ЗЧ. Максимальному усилению ИС усилителя ЗЧ соответствует напряжение 1,3 Вольта на выводе 11, дальнейшее увеличение этого напряжения усиление не изменяет. Поэтому для установки максимального уровня усиления ЗЧ был введен делитель R22R23, устанавливающий уровень 0,7 Вольт на выводе 11 в положении максимального усиления.

Параметры ИС синтезатора позволяют применять ее и в других радиолюбительских конструкциях, например, АМ и ЧМ радиоприемники, радиостанции, анализаторы спектра, генераторы частоты от 500 кГц до 150 МГц и так далее. Для этих целей была написана программа “LM7001prog”, значительно сокращающая время разработки конструкций на базе LM7001.

Конструкция и детали. Все элементы приемника размещены на односторонней печатной плате, а для уменьшения габаритов применены SMD компоненты, но это необязательно. Катушки намотаны проводом диаметром 0,6-0,9мм на оправке 4мм, намотка вплотную 4,5 витка (выводы катушек находятся по краям, а не на одной оси). Вместо транзистора 2SK583 можно применить 2SK669, а вместо пьезокерамических фильтров ФП1П6-1,3 и ФП1Д6-23-04 возможно применение из зарубежных аналогов SFE10,7-MA5 и CDA10,7.Варикапы ВВ134 по параметрам соответствуют отечественным варикапам КВ109Г, но при этом увеличатся габариты печатной платы.

Наладка . После распайки всех элементов (кроме конденсаторов С6 и С8 - они устанавливаются только в случае применения варикапов других типов) и проверки на отсутствие ошибок монтажа, не подключая приемник к компьютеру, включаем питание.. Для этого закорачиваем эмиттер и коллектор транзистора VT3, таким образом мы подаем питание на тюнер, минуя синтезатор. В головных телефонах должен быть слышен характерный шум. Это свидетельствует о том, что весь тракт работает нормально и ошибок в монтаже нет. При отсутствии шума (или сигнала работающей станции) снова проверяем монтаж на отсутствие “залипов” и сначала проверяем тракт УНЧ. Проще всего это сделать, касаясь пальцем выводов 5 и 12 микросхем УНЧ. Таким же образом проверяем тракт стерео декодера (ножка 28 или 29 микросхемы приемника). В обоих случаях должен быть слышен фон. Усилитель ПЧ и детектор проверяем поочередным касанием отверткой выводов пьезокерамических резонаторов – при исправности тракта ПЧ и детектора прослушиваются АМ станции. Не торопитесь трогать катушки гетеродина и УВЧ, практика показала, что 99 процентов неисправностей связано с неаккуратным монтажом. Следующий этап - подключаем переменный резистор настройки, его номинал может быть от 10k до 1М. Вращая его “движок”, настраиваемся на самую низкочастотную радиостанцию, а потом на самую высокочастотную радиостанцию. Цель этой операции - убедиться, что при изменении напряжения настройки на варикапах в пределах от 0,2V (приблизительно) до максимума напряжения питания мы принимаем все станции.

Обычно весь диапазон “умещается” в 1-2 Вольта напряжения настройки. Изредка требуется изменить нижнюю или верхнюю границы принимаемого диапазона.

В этом случае для повышения частоты приема слегка раздвигаем катушку гетеродина и УВЧ, а для понижения - параллельно обеим катушкам припаиваем по керамическому конденсатору емкостью 5,1-15 пикофарад. Заметим, что варикапная матрица (или варикап) имеет максимальную емкость при минимальном напряжении на нем . Еще одно обстоятельство – варикап имеет нелинейную характеристику по емкости, поэтому нужно стараться, чтобы весь диапазон приема находился в пределе от 0V до 2,5V напряжения настройки. При малых значениях управляющего напряжения характеристика варикапа более-менее линейна.

Заключительный этап – регулировка чувствительности и настройка стерео декодера.

Наша задача - как можно точнее настроить входной контур на частоту, которая ниже на 10,7 МГц от частоты гетеродина. В этом случае чувствительность приемника будет максимальной.

Для этого, настраиваемся на самую слабую станцию и, приближая ферритовый стерженек от старых контурных катушек к катушке УВЧ, наблюдаем за уровнем громкости. Ферритовый стержень увеличивает индуктивность катушки УВЧ и, соответственно, понижает частоту приема . Если громкость увеличивается, можно поступить двояко - или припаять дополнительный конденсатор небольшой емкости параллельно катушке УВЧ, либо чуть-чуть раздвинуть гетеродинную катушку (при раздвигании гетеродинной катушки мы увеличиваем частоту гетеродина, поэтому нам придется подстроиться на станцию заново). В случае ухудшения громкости, применяем стержень от шариковой ручки (диамагнитный материал – медь, латунь или бронза , уменьшает индуктивность и тем самым повышает частоту приема )- латунный пишущий узел приближаем к катушке УВЧ. При улучшении громкости слегка раздвигаем катушку, а при ухудшении – либо припаиваем конденсатор, либо смещаем частоту гетеродина. Цель этих манипуляций – добиться того, чтобы приближение как ферритового, так и латунного стержня к входной катушке только ухудшало бы качество приема.

Стерео декодер. Резистор R4 меняем на подстроечный номиналом около 100-150к. Вращая его “движок” добиваемся устойчивого срабатывания стерео декодера, ориентируясь на слух, как на сильных так и на слабых станциях. Далее, измерив сопротивление подстроечного резистора, впаиваем на его место постоянный резистор соответствующего номинала. Хотя во многих случаях такой настройки не требовалось, декодер устойчиво работал при номинале резистора R4 равному100к.

На этом наладку тюнера можно считать законченной. Наладки синтезатор не требует. Далее, снимаем перемычку с транзистора VT3 и подключаем приемник к компьютеру. Запускаем управляющую программу “МАСО1000” и пользуясь указателем “мышки” включаем приемник. Правая клавиша “мышки” вызывает меню, в котором можно изменять порт, записывать названия станций, их частоты, уровень громкости и так далее (указатель “мышки” должен находиться на поле окна программы). В остальном пользование программой не вызывает никаких трудностей.

Приемник показал высокие параметры и хорошую повторяемость. Большинство собранных плат совершенно не требовали какой-либо наладки.

http://radio-hobby. org/modules/news/article. php? storyid=480

В помещаемой здесь статье описан вариант простого синтезатора частоты на специализированной микросхеме LM7001. Управление им обеспечивает микроконтроллер PIC16F84A с жидкокристаллическим индикатором МТ-10Т7-7Т.

На разработку и практическое выполнение описываемого ниже устройства нас побудило желание создать простой, недорогой и, главное, доступный для повторения синтезатор частоты. Обычно применяемые микросхемы синтезаторов малодоступны и дороги, часто отсутствуют прошивки микроконтроллеров. Поиск, например, ЖК индикатора с контроллером НТ1613, продолжавшийся более года в разных фирмах города, оказался безрезультатным.

За основу устройства взят синтезатор частоты LM7001JM фирмы SANYO, часто применяемый в зарубежной бытовой радиоприемной технике.
Использованный в устройстве ЖК индикатор МТ-10Т7-7Т имеет много достоинств по сравнению с часто применяемыми на основе контроллера НТ1613: наличие десятичных точек, простота сопряжения с микроконтроллером по уровням сигналов, более широкий угол обзора и, главное, доступность.

Идея применить микросхему LM7001JM заимствована в статьях А. Темерева (UR5VUL) "УКВ синтезатор частот" и "Микросхемы серии LM7001 для синтезатора частот" ("Радио", 2003, № 4), за что авторы ему очень благодарны.


Технические характеристики синтезатора
Диапазоны синтезируемых частот, МГц...........76,5...84,7 ; 98,7...118,7
Дискретность перестройки, кГц..................50
Число запоминаемых каналов....................21
Потребляемый ток, мА.................................24

Принципиальная схема устройства представлена на рис. 1. Для тактирования микроконтроллера DD1 использованы импульсы с частотой следования 400 кГц, снятые с внутреннего делителя синтезатора DA1 (сигнал SYC). При этом отпадает необходимость применения еще одного кварцевого резонатора на частоту 4 МГц и двух конденсаторов. Устройство было испытано с макетом приемника на диапазоны частот 65,8...74, 88...108 МГц и с промежуточной частотой 10,7 МГц, собранного на микросхемах К174ПС1 и TDA1083. Часть схемы приемника (его гетеродина) также изображена на рис. 1.

Для развязки синтезатора и контура гетеродина, а также усиления сигнала включен буферный усилитель на транзисторе VT2. Разумеется, можно использовать гетеродин, собранный и по другим схемам. Управляющим элементом, включенным в его контур, служит варикап VD1. Варикапы КВ132АТ продают в пакетах по три штуки, подобранные по параметрам, поэтому остальные можно использовать для перестройки контуров усилителя ВЧ.

С целью перекрытия интервала принимаемых радиоприемником частот 65,8...108 МГц напряжение питания каскада на транзисторе VT1 с ФНЧ R7C6R8C13 пришлось увеличить с 5 до 9 В, для чего применен отдельный стабилизатор DA2, Кроме того, из контура гетеродина удалены конденсаторы. В результате единственная входящая в него емкость - емкость варикапа. Управляющее напряжение на нем при частоте принимаемого сигнала 69,4 МГц равно 2,8 В, а при частоте 107,6 МГц - 6,12 В. Очевидно, что настройку контура можно сместить в ту или другую сторону растяжением или сжатием витков катушки L1.

Выходы В01, В02 синтезатора при переходе с частоты 74 (уровень 1 на В01) на 88 (уровень 1 на B02) МГц и обратно изменяют свое состояние, что реализовано программно, поэтому их можно использовать для переключения каких-нибудь цепей. Например, можно переключать разные гетеродины, если необходимо применить отдельные для каждого диапазона, или индицировать светодиодами включенные диапазоны. Это - выходы с открытым стоком, поэтому необходимо включение внешних резисторов.

Резистор R13 для изменения яркости свечения цифр подбирают под конкретный экземпляр индикатора HG1.
Микроконтроллер DD1 запоминает и хранит в энергонезависимой памяти частоты настройки (каналы), переключает каналы и обеспечивает их настройку, определяет канал "по умолчанию" на который происходит настройка при включении приемника, индицирует на ЖК индикаторе HG1 номер текущего канала и соответствующую ему частоту приема.

Время перестройки синтезатора "от края до края" равно около 30 с, причем переходы с частоты 74 на 88 МГц и обратно реализованы программно.

После включения питания приемник находится в рабочем режиме и настроен на канал "по умолчанию". Вид экрана ЖКИ при этом показан на рис. 2,а. Приемником управляют четырьмя кнопками: увеличить - "UP", уменьшить - "DOWN", настройка - "F", работа - "С" В рабочем режиме кнопками "UP" и "DOWN" выбирают каналы, ранее настроенные на нужные частоты.

При нажатии на кнопку "F" переходят в режим настройки частоты канала, номер которого высвечен на экране ЖКИ. В этом случае экран ЖКИ имеет вид, изображенный на рис. 2,б. Кнопками "UP" и "DOWN" устанавливают частоту, которая запоминается в EEPROM микроконтроллера DD1 при нажатии на кнопку "С". При однократном нажатии на кнопки "UP" и "DOWN" частота изменяется на один шаг, а при удержании каждой кнопки происходит ускоренная перестройка синтезатора Повторное нажатие на кнопку "С" превращает настроенный канал в канал "по умолчанию".

Из особых требований к используемым деталям следует указать одно: желательно, чтобы конденсаторы С1 и С2 были с малым ТКЕ. В устройстве применены резисторы МЛТ, кроме R5, которым служит резистор для поверхностного монтажа типоразмера 1206. Оксидные конденсаторы - любые малогабаритные, остальные конденсаторы - импортные аналоги конденсаторов К10-17Б, кроме СЗ при использовании синтезатора в корпусе SO-20 или MFP-20 (для поверхностного монтажа). Конденсатор в этом случае - также для поверхностного монтажа типоразмера 0805. Кварцевый резонатор - в корпусе НС-49U. Штыревая часть разъема Х1 (на схеме не показан) на плате - PLS-8R (угловая однорядная, с шагом 2,54 мм), гнездовая часть - PBS-8. Кнопки - TS-A6PS-130. Вместо транзистора КПЗОЗБ (VT1) применимы приборы той же серии с буквенными индексами А, И. Индикатор МТ-10Т7-7Т (HG1) заменим на МТ-10Т7-ЗТ.

Рисунок печатной платы и расположение деталей на ней при использовании синтезатора LM7001JM в корпусе SO-20 представлены на рис. 3, а в случае применения микросхемы в корпусе DIP-16 - на рис. 4 (в этом варианте резистор R13 установлен навесным монтажом).

Плата изготовлена по "лазерно-утюжной" технологии из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Под микроконтроллер PIC16F84A (DD1) установлена панель DIP18.

Кнопки в устройстве - с толкателями длиной 13мм, на которые можно надеть колпачки большего диаметра. Можно применить кнопки с меньшей длиной толкателя, но установить их на отдельной маленькой плате, которую можно разместить в удобном месте.

Кварцевый резонатор ZQ1 закрепляют в положении "лежа". Длина выводов транзистора VT1 - как можно меньше. Индикатор HG1 крепят к плате на стойках высотой 10 мм с резьбой МЗ и соединяют с платой проводом МГТФ 0,14. Разъем Х1 установлен на плате с таким расчетом, чтобы при вставлении в ответную (гнездовую) часть торец платы синтезатора соприкасался с кросс-платой, на которой установлены плата приемника и сетевой блок питания . Дополнительно плату синтезатора крепят к кросс-плате двумя дюралюминиевыми уголками (с отверстиями) и винтами с гайками МЗ (уголки вставлены между платой и резьбовыми стойками).

Подбор элементов ФНЧ не потребовался, но может понадобиться подбор полевого транзистора VT1.

Фотографии платы, изготовленной по рис. 4, с обеих сторон показаны на рис. 5 и 6, а с установленным индикатором - на рис. 7 (кнопки - на отдельной плате).

Скачать программу (Нех-файл) микроконтроллера

Радиокот Тюнер

http://*****/forum/viewtopic. php? f=28&t=16866

Я могу ошибаться, но это усилитель тока, т. к. сигнал на выходе
LM7001 согласно даташита равен 10 наноампер.

Сопротивление которое надо подбирать = 3к3,
транзисторы я ставила КТ368, Sergey_74 ставил КТ3102.

Вариант блока управления УКВ приемника с синтезатором частоты на микросхеме LM7001

http://www. /radiofan/antenns/version_control_unit_vhf_receiver_frequency_synthesizer_lm7001.html

Описания 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.

https://pandia.ru/text/79/093/images/image016_2.jpg" width="400" height="505 src=">

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.

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 87МГц. 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 100МГц, 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).

100%" style="width:100.0%">

Тимофей Носов

УКВ радиоприемник из тюнера автомагнитолы

http://www. *****/html/radio_shm? id=273

Предлагаемый 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:

обозначение

описание

GND (либо корпус тюнера)

общий (минус питания)

VCC, FM VСС, FM/AM VCC

плюс питания

управление частотой гетеродина

OSC, FM OSC, VCO

выход частоты с гетеродина

L, R, L CH, R CH, L OUT, R OUT

аудио выход левый и правый каналы

вкл./выкл. режим стерео

вкл./выкл. приглушения

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://*****/?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 *****@***ru 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:

https://pandia.ru/text/79/093/images/image031_1.jpg" width="598" height="416">



Файлы:
Печатные платы
Прошивка под PIC16F628A - 500 руб.
Документация на компоненты

Полезные ссылки: Попробуй сделать печатную плату на кухне
Собери себе подходящий программатор
Узнай как прошить микроконтроллер прошивкой
Научись программировать и делать прошивки
Задай вопрос или найди ответ в форуме

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.

Рассказать друзьям