Преобразователь УКВ

С расширением внешнеэкономических и культурных связей в стране появилось немало им портной бытовой радиоаппаратуры, включая, в частности, и широковещательные УКВ-приемники. Но вот что огорчает. Прием на них отечественных УКВ радио станций невозможен из-за отличия системы радиовещания на УКВ, принятой в СССР, от существующей во многих других государствах. Дело в том, что в нашей стране УКВ-радиостанции работают в диапазоне 64,5 — 74 МГц (система OIRT), а импортные УКВ-приемники действуют в диапазоне 87,5 — 108 МГц (система CCIR). Вот тут-то и возникает проблема: как услышать отечественные радиопередачи на импортном УКВ-приемнике? Аналогичные трудности возникнут за рубежом и у владельца советского радиоаппарата. Разумеется, идеален вариант, когда прием возможен в двух системах радиовещания.

Прием сигналов радиовещательных УКВ-станций, работающих в диапазоне 64,5—74 МГц, на УКВ-приемник, имеющий диапазон 87,5 — 108 МГц, можно осуществить либо перестройкой входных и гетеродинных контуров радиоприемника, либо с помощью специального устройства, преобразующего сигнал диапазона 64,5—74 МГц в нужный участок диапазона 87,5— 108 МГц.

Для реализации первого способа нужны определенные измерительные приборы (ЧМ-генератор, милливольтметр, частотомер, осциллограф). Да и опыт работы с конкретным типом радиоприемника немаловажен, поскольку всегда существует опасность, что радиолюбитель, сам того не желая, может вывести аппарат из строя. Чаще это случается, если еще и отсутствует принципиальная схема настраиваемого приемника. Вот почему мы предлагаем собрать простой преобразователь, не требующий вмешательства в «организм» УКВ-приемника.

Преобразователь (см. рис. 2) содержит микросхему К174ПС1, катушку индуктивности и несколько радиоэлементов. Устройство надежно работает при изменении напряжения питания от 3 до 12 В.

ИМС К174ПС1 представляет собой балансный смеситель. В нашем случае она используется как балансный аналоговый умножитель (БАУ), принцип работы которого ясен из рисунка 1.

Если на один вход БАУ подать напряжение сигнала Uc=Uc max cosωct, а на другой-напряжение гетеродина Uг=Uг max cosωrt, на выходе БАУ получим:

Uвых = K [ Uc maxCOSωct • UrmaxCOSωrt ] = = 1/2K UcmaxUrmax [C0S(ωc—ωr) t+COS (ωc+ωг)t] , где К — коэффициент преобразования.

Как видно из формулы, в спектре выходного сигнала присутствуют только его суммарная и разностная составляющие.

Применение микросхемы К174ПС1 позволяет существенно снизить уровень паразитных гармоник. Данная ИМС имеет еще то преимущество, что связь между входами сигнала и гетеродина преобразователя очень слабая. Поэтому входные сигналы даже около 3 В производят чрезвычайно малую расстройку частоты гетеродина (менее 10 кГц).

Для преобразования можно использовать как суммарную, так и разностную составляющую выходного сигнала — все зависит от выбранной частоты гетеродина. Если она находится в интервале 23— 34 МГц, то используется суммарная составляющая ωc+ωr. А если частоту гетеродина выбрать равной 162 МГц, используется разностная составляющая ωr—ωс.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА. Преобразователь выполнен по схеме с совмещенным гетеродином, а поскольку микросхема К174ПС1 генерирует лучше на более низких частотах, частота гетеродина выбрана равной примерно 25 МГц. Определяется она элементами L1, С1, С4, С5 (рис. 2). Причем гетеродин не нужно настраивать на определенную частоту, важно только, чтобы она лежала в интервале 23—34 МГц и не менялась со временем.

Входной сигнал с антенны WA1 через разделительный конденсатор С2 поступает на сигнальный вход микросхемы DA1, где происходит смешивание сигналов: входного и гетеродина. Преобразованный сигнал с нагрузки — резистора R3 — поступает через разделительный конденсатор С6 на антенну УКВ-радиоприемника. Конденсатор С7 устраняет самовозбуждение микросхемы при частичном разряде источника питания.

В приставке используется суммарная составляющая выходного сигнала преобразователя. Разностная составляющая (30— 50 МГц) лежит вне рабочей полосы приемника и отфильтровывается его входными цепями. Поскольку частота гетеродина выбрана фиксированной, это существенно упрощает конструкцию преобразователя, поскольку в нем исключены элементы настройки (КПЕ, варикапы): она производится самим приемником.

КОНСТРУКЦИЯ И ДЕТАЛИ. Внешний вид преобразователя — на рисунке 3. Все детали, кроме аккумуляторов, расположены на печатной плате размером 28X20 мм, изготовленной из одностороннего фольгированного текстолита или гетинакса толщиной 1 —1,5 мм (рис. 4).

Резисторы МЛТ-0,125, конденсаторы КМ. Вместо микросхемы К174ПС1 можно применить К174ПС4. Выключатель питания типа ПД9-5. Катушка наматывается на подстроечном сердечнике Ø 4 мм из карбонительного железа от броневых сердечников СБ-1а или СБ-12.

Антенна представляет собой отрезок стальной или медной проволоки Ø 2,5 мм длиной примерно 150 мм, изогнутой на расстоянии 5 мм от края под прямым углом. (В данном случае использована велосипедная спица.) Изогнутым концом антенна вставляется в отверстие в плате и фиксируется припаиванием.

Собранная плата помещается в корпусе аккумуляторной батареи 7Д-0,1, из которого предварительно удалены четыре элемента. Оставшиеся три аккумулятора используются для питания приставки. В донышке корпуса предварительно сверлятся отверстия под антенну и выключатель питания, а сбоку на него надевается хомут с зажимом из листовой бронзы либо другого пружинящего материала. С помощью зажима преобразователь крепится на телескопической антенне приемника. К хомуту припаивается провод, пропущенный через отверстие в боковой стенке корпуса батареи. Клеммы и «—» используются для подзарядки аккумуляторов от зарядного устройства для 7Д-0,1, которое можно приобрести в магазине или изготовить самостоятельно (рис. 5). В нем можно использовать резисторы МЛТ-2, любой диод, рассчитанный на обратное напряжение не менее 400 В (Д7Ж, Д226Б и др.). Выходными клеммами служит колодка разъема от использованной батареи «Корунд». Плата с собранным зарядным устройством помещается в корпус подходящего размера.

Применение малогабаритных радиоэлементов позволило создать компактную конструкцию преобразователя. Если же в вашем распоряжении не нашлось указанных деталей, не огорчайтесь. Можно использовать и элементы других типов, в частности конденсаторы КТ, резисторы большей мощности. Но при этом размеры платы придется увеличить и потребуется изготовить новый корпус. Особое внимание обратите на качество монтажа.

НАЛАЖИВАНИЕ. Правильно собранный преобразователь наладки не требует. Перед окончательной установкой платы в корпус желательно проверить ток потребления с помощью миллиамперметра — его величина должна быть в пределах 2,6— 3,4 мА. После этого установите приставку на телескопической антенне приемника и настройте его на радиостанцию. Для повышения чувствительности преобразователя можно увеличить длину приемной антенны до 250—350 мм, а при значительном удалении от радиовещательной станции (более 60 км) может возникнуть необходимость применения наружной антенны.

Интересно отметить, что в случае использования УКВ-приемника с максимальной чувствительностью менее 10 мкВ/м подсоединение преобразователя к антенне приемника не требуется. Вместо хомута с зажимом к выходу приставки надо припаять гибкий изолированный провод длиной 300— 400 мм, выполняющий роль передающей антенны, сигналы с которой приемник будет уверенно принимать на собственную телескопическую антенну.

После окончания приема не забудьте выключать приставку, иначе придется часто подзаряжать аккумуляторы. Преобразователь можно поместить в корпус радиоприемника, используя источник питания радиоприемника. При напряжении питания более 7 В необходимо увеличить сопротивления резисторов R1 и R2 до 1 кОм.

Учтите, что при fr=23 МГц возникает возможность приема и звукового сопровождения телевизионного канала, работающего на частоте 83,75 МГц и преобразованного в частоту 106,75 МГц.

В заключение следует отметить, что преобразователь может также работать совместно с приемником, работающим в диапазоне 64,5—74 МГц, тогда на него можно принимать и УКВ-радиостанции, работающие в диапазоне 87,5—108 МГц. При этом радиоприемник будет использовать не суммарную, а разностную составляющую выходного сигнала преобразователя.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Напряжение питания, В 3,75
Ток потребления (при Uпит=3,75 В), мА 3,5
Частота гетеродина, МГц 25±0,5
Диапазон входных сигналов, МГц 64,5—74
Диапазон выходных сигналов, МГц 89,5—99
Выходное напряжение при длине приемной антенны 150 мм, не менее 100 мкВ
Продолжительность непрерывной работы без подзарядки аккумуляторов, ч не менее 32

А. БОЙКО, В. КРАПИВИН