Měnič kmitočtu k VKV radiopřijímači

z pásma CCIR do pásma OIRT

Obsah :

Úvod
Technické parametry

Popis zapojení
konvertoru

Vnitřní zapojení
int. obvodu SO42P

Postup výroby
Seřízení
Krabička

Součástky

Možnosti zdokonalení
konvertoru

Literatura

Úvod

Tento přístroj umožňuje poslech místních vysílačů, pracujících v pásmu 87 až 105 MHz na starém radiopřijímači, určeném pro pásmo 65 až 74 MHz. Frekvenci přijímané stanice ladíme na radiopřijímači, oscilátor v konvertoru je nastaven pevně. Konvertor prostě převádí všechny přijaté signály na kmitočet o 22 MHz nebo o 31 MHz nižší. Nemusíme tedy zhotovovat ladicí převod a stupnici. Protože pásmo CCIR je širší než OIRT, tak jsem ho rozdělil na 2 podrozsahy, 87 až 96 MHz a 96 až 105 MHz, které se přepínají spínačem SW1. Nelze sice přijímat kmitočty nad 105 MHz, ale v Praze a středních Čechách na horním konci pásma stejně nic nevysílá. Pokud byste potřebovali poslouchat v celém pásmu, doporučuji použít třípolohový přepínač se dvěma kondenzátory.
Konvertor je určen především jako doplněk historických elektronkových přijímačů, jejichž vstupní jednotku není vhodné přelaďovat do nového pásma jednak kvůli zachování původní konstrukce, jednak pro různé technické nesnáze. Vstupní odpor elektronky totiž klesá s druhou mocninou kmitočtu a ve stejném poměru zároveň roste šum, takže při přeladění vstupní jednotky ze 70 MHz na 100MHz se parametry vstupní elektronky ECC85 změní dvakrát. Zhorší se přizpůsobení vstupu a vzroste šum.
Konvertor lze samozřejmě použít i s tranzistorovým přijímačem, pokud nechcete přelaďovat vstupní jednotku. Přeladění jednoduché tranzistorové vstupní jednotky je asi stejně pracné jako výroba konvertoru - viz článek o přeladění přijímače Twist.

Technické parametry měniče:

citlivost pro odstup s/š 26 dB: lepší než 10 uV
Zesílení: cca 14 dB
stejnosměrné napájecí napětí: 4 až 15 V
spotřeba proudu při 9 V: 2,2 mA

Parametry byly zjištěny jen přibližně jednak porovnáním s přijímačem známých vlastností, jednak výpočtem na základě údajů od výrobce obvodu SO42P. Přesné vf měření ve VKV pásmu je amatérsky těžko proveditené.

Popis zapojení

Měnič je řešen co nejjednodušeji. Oscilátor i směšovač je tvořen int. obvodem SO42P od firmy Siemens. Je to dvojitě vyvážený tranzistorový směšovač se 6 tranzistory. Jeho ekvivalent se vyráběl v Polsku pod označením UL1042N. Dolní dva tranzistory směšovače pracují jako souměrná varianta Clappova oscilátoru. Oscilátor kmitá na frekvenci 22 MHz nebo 31 MHz, a směšovač převádí přijímaný signál na kmitočet o tuto hodnotu nižší. Přepínání kmitočtu se provádí paralelním připojováním kondenzátoru C7 k laděnému okruhu oscilátoru.
Vstupní i výstupní laděné obvody směšovače mají nízký činitel jakosti okolo 5, takže propouštějí celé zpracovávané pásmo. Vstupního obvod je na tuto nízkou hodnotu Q zatlumen vnitřním odporem antény a vstupním odporem směšovače, jakost výstupního obvodu snižuje odpor zátěže, tj. vstupu radiopřijímače.
Souměrný směšovač SO42P je schopen přenést bez zkreslení vstupní signál o velikosti až 26mV, což je dostatečně velké napětí. Pokud nemáme anténu s velikým ziskem, nebo nebydlíme přímo u vysílače, nedochází k intermodulaci ani ke křížové modulaci a vysílače se navzájem neruší, i když je vstup širokopásmový.
Konvertor je určen pro příjem místních vysílačů, nehodí se pro dálkový příjem kvůli nevalnému šumovému číslu a jen průměrné odolnosti vůči rušení.
K napájení konvertoru doporučuji vyvést napětí z rádia, ke kterému je připojen, u tranzistorových a smíšených přijímačů to nebude problém. Pokud je to elektronkový přijímač, ve kterém se nevyskytuje vhodné malé stejnosměrné napětí 5 až 15 V a pracuje jen s velkým ss napětím 250V pro anody, doporučuji jednocestně usměrnit žhavicí napětí, dobře ho vyfiltrovat nebo stabilizovat a napájet jím konvertor.

Vnitřní zapojení integrovaného obvodu SO42P

Postup výroby

Přístroj jsem sestavil na univerzální destičce s širokými zemními vodiči, obklopujícími ze všech stran pájecí plošky, určené pro vývody integrovaného obvodu a dalších součástek. Máte-li měřič malých indukčností, doporučuji cívky před montáží změřit. Všechny součástky připojujeme krátkými vývody co nejtěsněji k integrovanému obvodu. Prvky oscilátoru musí být
pevně přidělány (hlavně cívka s krytem), jinak se bude oscilátor vlivem otřesů rozlaďovat. Drátové spoje v okruhu oscilátoru po vyzkoušení funkce před přesným seřízením přilepíme voskem k desce, aby se nemohly chvět.
Po zapojení měniče doporučuji před začátkem slaďování tranzistorovým grid-dip oscilátorem zkontrolovat rezonanční kmitočty laděných obvodů a naladit je. Nepoužívejte elektronkový GDO, dodává tak velký výkon, že naindukovaný proud by mohl spálit vstup integrovaného obvodu.

Seřízení

Oscilátor naladíme nejdříve v horním rozsahu s vypnutým spínačem otáčením jádrem cívky, a potom zapneme spínač a skládáme kondenzátor C7 tak, abychom oscilátor správně naladili v dolním rozsahu. Kmitočet oscilátoru můžete měřit sacím vlnoměrem, nebo čítačem, připojeným přes odpor na vývod 10 int. obvodu. Měřič ale měřený obvod ovlivňuje, takže údaj nebude zcela přesný. Pokud nemáte žádný přístroj k měření kmitočtu, prostě naladíte oscilátor tak, aby se stanice vyskytovaly na správném místě stupnice. Na rádiu byste je měli zachytit na kmitočtu o 31 MHz nižším, než kde vysílají při vypnutém spínači, nebo o 22 MHz níže při zapnutém spínači.
K nastavení dolního rozsahu lze na místě C7 použít spojení pevného kondenzátoru a kapacitního trimru, ale já dávám přednost skládání jen pevných součástek. Jsou stabilnější, než trimry.
Je-li oscilátor seřízen, naladíte nějaký vysílač, pracující poblíž 96 MHz, a nastavíte vstupní obvod roztahováním nebo stlačováním cívky L2 na nejlepší příjem. Pokud takováto úprava cívky nestačí, vyměníte kondenzátor C1 za jinou kapacitu. Potom naladíte vysílač, jehož přeměněný signál na radiopřijímači zachytíte někde mezi 69 a 70 MHz, a nastavíte výstupní obvod na nejlepší příjem buď roztahováním či stlačováním cívky L4, nebo výměnou kondenzátoru C8.
Pokud nevíte, zda je třeba indukčnost laděného obvodu zvětšit či zmenšit, použijete feritovou a mosaznou tyčku. Pokud se příjem zlepšuje po zasunutí feritu do cívky, je třeba zvětšit indukčnost cívky stlačením jejích závitů k sobě, nebo dát větší kondenzátor. Pokud se příjem zlepší po zasunutí mosazné tyčky, musíte zmenšit indukčnost roztažením závitů dále od sebe, nebo zmenšit kapacitu kondenzátoru.
Po seřízení zajistíme polohu jádra oscilátorové cívky kapkou vosku a voskem také přilepíme ostatní cívky ke spojové desce,
aby se nemohly zkřivit otřesy.

Krabička na konvertor

Po vyzkoušení a seřízení konvertor zamontujeme do krabičky z vodivého materiálu, třeba z plechu nebo z kuprextitu, aby byl stíněn proti vnějším rušivým elektromagnetickým polím, aby nevyzařoval pole o oscilátorovém kmitočtu, a aby se nerozlaďoval přiblížením ruky nebo vodivých předmětů.

Součástky

Oscilátorová cívka je vinuta na kostře s feritovým dolaďovacím jádrem a zavřena ve stínícím krytu. Použil jsem cívku z rozebraného televizoru. Musí být zhotovena co nejpečlivěji a pevně přidělána ke spojové destičce, na ní závisí stálost kmitočtu oscilátoru. Kondenzátory C2 až C7 jsou z kvalitní keramiky s malým tg delta a malým teplotním součinitelem kapacity. Pokud chcete konvertor provozovat v prostředí s kolísavou teplotou, můžete oscilátor tepelně vykompenzovat volbou kondenzátorů s vhodným teplotním součinitelem. Pro poslech při pokojové teplotě to není nutné.
Ostatní cívky jsou vzduchové, samonosné, a dolaďují se stlačením nebo roztažením. Značnou část kapacity vstupního i výstupního laděného obvodu tvoří rozptylové kapacity vodičů a součástek, které se budou kus od kusu lišit. Pokud nejde vstupní nebo výstupní obvod doladit cívkou, hrubě ho nastavíme výměnou kondenzátoru. Kvůli nízkému Q vstupního i výstupního obvodu je naladění tupé a stačí obvody nastavit přibližně.
Tabulka cívek:

Jméno	Indukčnost [uH]	průměr trnu [mm]	délka [mm]	počet závitů	průměr drátu	poznámka
L1	?	5	2	3	0,5
L2	0.15	4	5	8	0,5
L3	0,9	5	3	12	0,2	s feritovým jádrem a krytem
L4		4	6	3	0,5
				2	0,5
				2	0,5
				3	0,5

Možnosti zdokonalení konvertoru

Integrovaný obvod SO42P by bylo možno po malých úpravách zapojení nahradit obvodem NE602, který má menší šumové číslo. Zapojení oscilátorového laděného obvodu by také s NE602 bylo jednodušší.
Odolnost konvertoru proti rušení (křížové modulaci) by se dala zvýšit, kdybyste použili samostatný oscilátor, připojený na horní vstup směšovače SO42P (vývody 7 a 8) a vstup byste připojili na dolní vstupy (11 a 13). Mezi emitory dolních tranzistorů (vývody 10 a 12) by se zapojil odpor několik stovek ohmů, který by tvořil zápornou zpětnou vazbu a linearizoval směšovač. Cenou za to by bylo snížení zesílení směšovače.

Literatura

[1] Amatérské Radio B - pro konstruktéry č. 2/1988, V. Stříž: Integrované obvody ze zemí RVHP V., kapitola Vysokofrekvenční symetrický směšovač UL1042N. na str. 44.
[2] J. T. Hyan: Tranzistorové přijímače, SNTL Praha, 1974.

Zpět na obsah Jeníčkových radiotechnických stránek

Zpět na domovskou stránku Petra Jeníčka

Stránku vytvořil Ing. Petr Jeníček. Stránka byla naposledy aktualizována 17.11.2004.
Případné dotazy posílejte na adresu: pjenicek (zavináč) seznam . cz .