Приемник	45 - 855 MHz
сканирующий	AM WFM NFM

О проекте

Приемник получился удачным и получил название P-45.

Основные характеристики приемника

Несмотря на достаточно высокие показатели приемника P-45 он имеет относительно простую схему и очень прост в налаживании. Это получилось благодаря тому, что в приемнике используется готовый высокочастотный блок - ТВ тюнер KS-H-148 фирмы SELTEKA.

Некоторые особенности приемника:

• "ДЖОЙСТИК" из переменного сопротивления для настройки по частоте
• Может работать как в автономном режиме так и в составе измерительного комплекса
• интерфейс RS-232 позволяет подключить приемник к PC через СОМ порт
• Дисплей из 8 семи-сегментных индикаторов (6 из них отоброжают частоту приема в килогерцах)
• S-meter (измеритель уровня несущей частоты) в виде шкалы из запятых на дисплее

• Отсутствие прямого ввода частоты (это возможно только через PC-интерфейс )
• ТВ тюнер имеет слишком большую полосу по входу, из-за этого в условиях сильной зашумленности эфира (например в мегаполисе) плохо принимаются слабые сигналы. Но это проблемма всех конструкций реализованных с использованием готового ТВ тюнера.

Сравнение приемника P-45 с AX400 фирмы STANDARD:

Конечно сравнение не в прямом смысле - все-таки AX400 это AX400 (кстати по мнению многих не самый плохой приемник)...

Как сравнивался:

• Москва (район метро Белорусская)
• Частота 127,875 кГц - "Погода" аэропорт Шереметьево (робот)
• Модуляция АМ
• Одна и таже антенна (кусок провода длинной около 1,6 метра)
• Одно и тоже место на рабочем столе
• Разница по времени около 6 минут...

Приемник P-45 имеет схему супергетеродина с тройным преобразованием частоты для узкополосной частотной и амплитудной модуляции и с двойным преобразованием для широкополосной частотной модуляции Для простоты принципиальная схема приемника разбита на 4 функциональных блока:

• блок преселектора (входные цепи)
• блок демодуляторов и УНЧ
• блок микроконтроллера и синтезатора
• блок индикации

Блок "преселектора" пердназначен для того чтобы понизить частоту принимаемого сигнала до первой промежуточной частоты (37,4 МГц) - это обеспечивает один из основных узлов приемника - всеволновый селектор каналов используемый в телевизионных приемниках. В качестве селектора используется тюнер KS-H-148 фирмы SELTEKA. Основной критерий по которму выбирался селектор:

• наличие синтезатора частоты
• напряжение питания 5в
• минимальный ток потребления (в соответствии с данными SELTEKA KS-H-148 потребляет 50ма)

Тюнер KS-H-148 имеет 3 поддиапазона, коэфициент усиления по напряжению не менее 40 db и реализован с использованием специализированной микросхемы TDA6508 фирмы Philips.

• 3 смесителя
• 3 генератора
• синтезатор частоты управляемый по шине I2C
• програмно управляемый усилитель (weak signal booster)

Выход селектора подключен к телевизионному ПАВ фильтру (фильтр на поверхностных акустических волнах, в английской транскрипции SAW) , так как в приемнике первая промежуточная частота равна 37,4 МГц то подойдут фильтры стандарта CCIR B/G (38,9 MHz) или OIRT D/K (38,0 MHz).

Для работы варикапов селектору требуется второе напряжение питания - 33в. Для этого в блоке преселектора на транзисторе VT1 реализован преобразователь 5в/33в. Схема данного преобразователя позаимствована из конструкции приемника SEC850, данная схема зарекомендовала себя как надежная и не требующая настройки. Преобразователь представляет собой автогенератор на частоту около 600 кГц нагруженный на выпрямитель с удвоением напряжения (VD1, VD1', C2). В качестве диодов VD1, VD1' используется сборка BAV199 состоящая из двух диодов в корпусе SOT-23. Проверять функционирование преобразователя необходимо без нагрузки - в этом случае напряжение на выходе должно быть более 33в.

На микросхеме DD1 (8 разрядный последовательно - паралельный сдвиговый регистр) и матрице из сопротивлений R1 - R16 собран цифро-аналоговый преобразователь по стандартной схеме R-2R. Напряжение на выходе ЦАП может меняться в пределах от 0в до 5в и подается в качестве Uару (напряжения автоматической регулировки усиления) на тюнер KS-H-148. Емкость C1 служит для сглаживания переходных процессов при изменении напряжения ЦАП. Таким образом напряжением автоматической регулировки усиления (коэфициентом усиления входного усилителя) приемника управляет микроконтроллер.

Вход AS (выбор адреса) тюнера KS-H-148 заземлен через R18, напряжение на этом входе тюнера определяет адрес микросхемы TDA6508 по шине I2C, для прошивок приемника P-45 необходимо чтобы на входе AS было 0в.

Схема блока демодуляторов и усилителя низкой частоты содержит основные компоненты приемника.

Как правило микросхемы в приемнике используются в типовой схеме включения.

Сигнал ПЧ-1 поступает на вход MC3362 через ПАВ фильтр, эти фильтры имеют полосу пропускания 5,5 или 6,6 МГц (в зависимости от стандарта) - слишком широкую для премника, поэтому на входе MC3362 установлены дополнительные LC (L1, L2) фильтры на частоту 37,4 МГц, которые сужают полосу по ПЧ-1 до приемлемого уровня (используются готовые фильтры на частоту 38,0 МГц).

Катушка L3, C8 и варикап имеющийся в составе MC3362 образуют контур второго гетеродина частота которого меняется в пределах от 26,555 МГц до 26,600 МГц с шагом 5 кГц. Второй гетеродин работает совместно с синтезатором частоты - частота гетеродина с 20 ножки MC3362 поступает на микросхему LM7001, а напряжение управления варикапом соответственно приходит на 23 ножку. Вторая промежуточная частота фильтруется керамическим фильтром Z2 (частота 10,7 МГц) и поступает далее на третий смеситель (частота третьего гетеродина стабилизирована кварцем ZQ1 10,245 МГц), а через дополнительный усилитель на транзисторе VT2 и еще один керамический фильтр Z3 (частота 10,7 МГц) подается на демодулятор широкополосной ЧМ (WFM). ПЧ-3 фильтруется керамическим фильтром Z1 (частота 455 кГц) и поступает на демодулятор узкополосной ЧМ (NFM) и через емкость C14 на демодулятор AM. Демодулятор узкополосной ЧМ имеющийся в составе MC3362 работает в составе с керамическим дискриминатором ZQ2 (частота 455 кГц) - это отступление от типовой схемы включения (фирма MOTOROLA рекомендует использовать дискриминаторный LC контур). Выход измерителя уровня сигнала MC3362 (10 ножка) через усилитель-инвертор на транзисторе VT1 поступает на АЦП микроконтроллера , переменное сопротивление R3 регулирует чуствительность S-метра. В качестве демодуляторов AM и широкополосной ЧМ используется широко распостраненная микросхема CXA1691BM (АМ/ЧМ приемник с усилителем мощности низкой частоты) в типовой схеме включения (цепи УВЧ, гетеродинов, смесителей не используются).

Для того что-бы обеспечить коммутацию сигналов с выходов демодуляторов к входу УНЧ, а также режим отключения УНЧ, используется микросхма аналогового коммутатора HEF4052, применение такого коммутатора позволило производить переключения "мягко", без заметных щелчков от переходных процессов.

В блоке питания в качестве стабилизатора используется КР142ЕН5А или аналогичные (7805) на напряжение стабилизации 5в.

Управление всеми элементами приемника осуществляет микроконтроллер PIC16F819 фирмы MICROCHIP. Данная микросхема имеет 2048 слов ПЗУ для размещения программы, 256 байт ОЗУ и 256 байт EEPROM которая используется для хранения информации после выключения приемника.

PIC16F819 имеет в своем составе 5 канальный аналого-цифровой преобразователь, несколько каналов спользуется для оцифровки сигналов:

• от S-метра (порт RA3)
• от потенциометра "ПОРОГ" (порт RA1)
• от потенциометра "ДЖОЙСТИК" (порт RA0)

Порты RB0 RB1 RA4 микроконтроллера используются для управления дисплеем и цифро-аналоговым преобразователем, при этом ввиду ограниченного количества портов, порт RB1 (сигнал "данные" ЦАП) также используется как сигнал "строб" для управления дисплеем. Для приема информации о состоянии клавиатуры у PIC16F819 используется режим, когда сигнал "сброс" - MCLR превращается в дополнительный порт RA5 (порт RA5 может работать только на прием). Порты RB2 RB3 используются для формирования сигналов шины I2C (управление тюнера KS-H-148).

Порты RB6 RB7 MCLR/RA5 выведены на разьем для внутрисхемного программирования микроконтроллера (это позволяет "заливать" прошивки не извлекая микросхему), к этому разьему подключается и интерфейс RS-232 для связи с "большим" PC. Интерфейс RS-232 реализован по упрощенной схеме - напряжение на выходе - не +/- 12в, как этого требует стандарт а 0в - +5в, как правило этого достаточно для работы с COM портом большинства PC (еще не встречался PC который не работал бы от напряжения 0в - +5в).

Микроконтроллер тактируется кварцем ZQ2 частотой 4 МГц, изначально планировалось использовать кварц частотой 10 МГц, но из соображений уменьшения "цифровых" шумов частота была снижена. Для обеспечения работы алгоритмов управления приемником можно было-бы обойтись и встроенным в PIC16F819 RC генератором, но для реализации протокола RS-232 требуется достаточно стабильная опорная частота.

С целью блокировки "цифровых" шумов микроконтроллера все его порты "заземлены" через емкости 100 пф (на принципиальной схеме не показаны).

Для того чтобы шаг настройки приемника сделать меньше 50 кГц (шаг настройки гетеродина тюнера KS-H-148) второй гетеродин реализован в составе с синтезатором частоты LM7001 (шаг настройки второго гетеродина 5 кГц). Микросхема LM7001 и фильтр системы ФАПЧ на транзисторе VT1 включены по типовой схеме.

С целью уменьшения шумов "удержания" фильтр на VT1 запитан от микросхемы MC3362 через дополнительный RC фильтр на R10, C9. LM7001 управляется по трех-проводной схеме от портов RA2, RB4, RB5 микроконтроллера.

Програмно управляемые порты синтезатора (ножки 7,8,9) используются для комутации демодуляторов приемника AM/NFM/WFM, а также для управления УНЧ.

Для уменьшения в приемнике наводок по питанию - напряжение 5в на LM7001 и PIC16F819 подается через развязывающие фильтры L1,C12,C13,C14 и L2,C15 соответственно.

Блок индикации пердназначен для отображения значения частоты настройки, а также вывода другой рабочей информации в процессе работы приемника и управления им.

В качестве дисплея отображающего информацию используется АЛС-318, который представляет собой цифровой 9 разрядный индикатор со схемой соединения "общий катод".

Для управления индикатором АЛС-318 используется 16 разрядный последовательно-паралельный сдвиговый регистр сделанный из двух последовательно соединеных 8 разрядных сдвиговых регистров (микросхемы DD1, DD2). Так как для управления индикатором АЛС-318 требуется 17 однобитных разрядов, а в наличии только 16 - один семисегментный индикатор в дисплее приемника не задействован. Емкости C1 - C3 служат для умненьшения "цифровых" шумов.

Сопротивления R1 - R8 являются токоограничивающими и определяют яркость свечения элементов индикатора. Сопротивления R9 служит для подтяжки к "1" приемного порта микроконтроллера, обеспечивающего работу клавиатуры (клавиатура в данном случае содержит две кнопки SA1, SA2 подключенных через развязывающие диоды VD1, VD2). Таким образом дисплей занимает 3 порта микроконтроллера (2 порта настоенных на выход и один порт на вход)

Вся логика формирования информации на индикаторе и работы клавиатуры реализуется програмным путем.

Вопросы можно задать по адресу: P-45(собака)mail.ru, a также можно заказать печатную плату.

30-09-2004