Микрофонный широковещательный приемник FM

Прошло немало времени с тех пор, как я построил  приемник для FM-диапазона, и я захотел поиграть с другой топологией обратной связи, поэтому это небольшое радио было собрано на выходных.

RFC для RC-источника при реализации самозатухания является очень традиционным для суперрегенеративных детекторов. Затухание получает частотно-модулированный ток стока, поэтому он изменяется в зависимости от силы сигнала и восстановленной модуляции, что характерно для самозатухающих схем (простота имеет свою цену).

Детектор сам по себе обеспечивает достаточный звук для управления кристаллической ушной частью в очень тихой комнате, что дает настоящий «однотранзисторный» FM-приемник. Большой резистор (~ 10 k) препятствует тому, чтобы схема источника обнаруживала слишком большую емкость пьезоэлемента (около 14 нФ) и вытягивала гашение в звуковой диапазон. Некоторая дополнительная громкость звука может быть достигнута путем перепроектирования схемы гашения, чтобы использовать пьезоэлектрическую емкость напрямую, но сопротивление источника должно быть значительно уменьшено, чтобы достичь жизнеспособной частоты гашения, а усиление чувствительности не так велико, как можно было бы надеяться, Тем не менее, попробуйте, одно активное устройство FM-радио, потянув <100 мкА, впечатляет!

Детектор может работать с сопротивлением источника, приближающимся к 1 М, даже при очень слабых токах он все еще очень чувствителен. Наилучшая общая производительность была достигнута при 10 К и 6,8 нФ в цепи источника.

Я решил добавить этап усиления звука, сохранив использование высокочастотного ушного вкладыша, чтобы максимально снизить потребление тока. Я выбрал супер-бета-транзистор, MPSA18, для аудиоусилителя и использовал простую топологию самодиагностики. Все сделано, чтобы уменьшить потребление тока в общем приемнике и увеличить время автономной работы. Качество звука вполне приемлемо (обычное супер-регенерационное искажение наклона и гашение межмодуляции со стереоподнесущей и т. Д.). Нет регулятора громкости, суперрегенеративный приемник обладает качеством, подобным AGC, из-за его физики. Доступная мощность звука находится на низкой стороне, она предназначена только для спокойной среды прослушивания.

Приемник тянет около 500 мкА от 6 вольт. Настройка выполняется с помощью маленькой отвертки или аналогичного изолированного инструмента. Ротор триммера «заземлен», но ручная емкость по-прежнему незначительно присутствует из-за очень высоких частот и усиления.  Некоторое усилие было уделено настройке полосы триммера для покрытия диапазона широковещательной передачи FM (т.е. выбор C5 и C6 для настройки C7 на 88-108 МГц). Я потратил много времени на создание алгебры, чтобы попытаться найти способ вычисления паразитной емкости схемы и фактической индуктивности танков с помощью пробных измерений частоты с различными фиксированными емкостями. Решение действительно ужасно; Включая поиск параболы, которая соответствует трем точкам, что означает решение определенной матрицы 4x4, приравненной к нулю ... Я бросил после нескольких часов пробития моих ошибок знака и подписи, весь опыт, который оставил меня в некоторой степени побежденным! Во всяком случае, геометрия катушки (диаметр и длина 7 мм) дает около 120 нГл с использованием формулы Уилера. Некоторое эмпирическое замещение конденсатора и триммера я сделал из набора полос (C5) 10 пФ и с полосой (C6) 22 пФ, давая диапазон настройки 86-110 МГц. Потерянная емкость, которая соответствует этому, составляет около 4,5 пФ, если я правильно сделал математику. Для сравнения, мой измеритель емкости говорит, что дренаж детектора выглядит как 21,8 пФ, но это без тока стока, с отключенной индуктивностью, измеряемой при автофокусировке.

Заметки

Замена компонентов: J310 устарел, MPF102 вполне подходит. MPSA18 может быть заменен любым транзистором сигналов NPN, если вы не возражаете против более быстрого тока. Я бы рекомендовал малошумящее устройство с хорошим коэффициентом усиления, например, BC549C или BC550C. Вам, очевидно, потребуется экспериментировать (рассчитать) новые значения резисторов для ступени звука, если вы измените транзистор, схема не является особенно независимой.

Вы можете играть с частотой гашения, изменяя R1 и C1. Селективность составляет как минимум 4 раза от частоты гашения. Более низкие частоты гашения становятся слышимыми и смешивают более высокие компоненты сигнала. Если вы хотите разместить закалку ниже 15 кГц, вам нужно добавить гораздо лучшую фильтрацию, возможно, фильтр Sallen Key или два. Более высокие частоты гашения немного уменьшают усиление, поэтому слишком высокая нагрузка - плохая идея. FM-сигнал MPX имеет энергию около 56 кГц, больше, если есть услуги SCA. Обычно  устанавливается около 30 кГц (8 кГц в нижнюю боковую полосу LR), но, как обсуждалось, она будет варьироваться в зависимости от уровня сигнала и модуляции. Гашение будет стремиться смешивать боковые полосы LR и / или бить пилот-сигналом с частотой 19 кГц. Результат может быть абсолютно ужасным для прослушивания, особенно когда гашение становится растянутым с помощью модуляции, или боковые полосы LR особенно интенсивные (много стереоразностного контента). Для чисто монофонических сигналов восстановленный звук может быть достаточно высокой точностью, если вы правильно расположите наклон. Для сигналов AM (т. Е. The Airband) приемник особенно аффективен. L2 не является особенно критической, это просто RFC, чтобы изолировать радиочастотный сигнал от источника от шунтирования конденсатором колебаний гашения. Все, что дает> j1 kΩ реактивности, что должно быть прекрасным, так что 1.6 мкГн или более достаточно, возможно, немного меньше будет работать. Конденсатор с обратной связью 10 пФ составляет около -j 160 Ом на частоте 100 МГц, что по меньшей мере в 5-10 раз больше по величине, чем должно быть хорошо. Указанный RFC имеет сопротивление j15 кОм.

L1 и связанные с ними конденсаторы C5, C6, C7 могут быть заменены, чтобы разместить приемник в любом месте, где бы вы ни находились, от высокочастотного излучения до низкого уровня УВЧ. Мой конкретный приемник превысил 235 МГц с катушкой 120 нГн (что указывает на паразитную емкость около 4 пФ, что в разумных пределах согласуется с расчетами с распределением конденсаторов), но может быть намного выше при меньших индуктивности.

Интересная идея,  построить миниатюрный трансивер AM на 10 метров, используя это в качестве приемника, если бы у вас было достаточно полюсов на вашем TR-переключателе / ​​реле, вы могли бы использовать один и тот же транзистор для TX и RX. Подобные идеи были исследованы много лет назад, когда стандарты стабильности частоты были не такими, какими они являются сейчас.