Přijímač pro VKV FM

Postupující digitalizace a tím i rostoucí složitost elektronických přístrojů zužuje amatérům pole jejich působnosti. Vyrábět DVB-T televizor nebo MP3 přehrávač vlastním postupem (bez toho, abychom použili speciální IO) je již prakticky mimo dosah elektronického nadšence. Jedním z posledních zdrojů audio signálu, který zatím ještě nepodlehl digitalizaci, je rozhlasové vysílání. I když se stanice přesunuly do multiplexu DVB-T, stále se počítá s pokračujícím analogovým šířením signálu.

Úroveň elektromagnetického smogu již prakticky znemožnila nerušený příjem amplitudově modulovaného rozhlasového vysílání. Pokud chcete poslouchat s čistým a nerušeným příjmem, je jedinou rozumnou volbou poslech stanic vysílajících pomocí frekvenční modulace (FM) v pásmu VKV.

Je pravda, že dnes je možné koupit malý přijímač za pár korun nebo jej sestavit z různých stavebnic. Chcete-li si ale sami zkusit postavit jednoduchý a slušně hrající přijímač, pak čtěte dále :-). Dalším důvodem může být i to, že jste objevili na půdě nebo ve sklepě staré rádio a líbilo by se vám, aby opět hrálo a přitom jej nechcete restaurovat do detailu. Popsaný přijímač je výhodný i tím, že jej můžete naladit bez použití speciálních přístrojů. Stačí k tomu pouze běžný multimetr a přípravek popsaný na těchto stránkách - "tester krystalů"

Parametry přijímače

Rozsah:87,5 - 108 MHz FM
Příjem:monofonní
Napájecí napětí:15 V až 20 V =
Odběr proudu s min. hlasitostí:max 50 mA
Odběr proudu max. hlasitost:cca 250 mA
Rozměry přijímače:80 x 74 x 25 mm

Princip činnosti

Přijímač je koncipován jako klasický superhet. Bližší vysvětlení jeho činnosti lze nalézt na internetu nebo v dostupné literatuře. Na obrázku je blokové schéma přijímače.

Pouze pro připomenutí je zde uveden stručný popis funkce superhetového přijímače.

Zesílený signál z antény je ve vstupním dílu smíšen s kmitočtem oscilátoru tak, aby vznikl tzv. mezifrekvenční (mf) signál. Standardní kmitočet mf signálu je u FM přijímačů 10,7 MHz. Tento kmitočet (kromě jiných) se objeví na výstupu směšovače, když se smíchá signál z oscilátoru fosc se vstupním signálem fvst podle vztahu:

fmf = fosc - fvst

Úzké pásmo přenosu vstupního zesilovače a kmitočet oscilátoru jsou společně přelaďovány tak, aby výstupem ze vstupního dílu byl pro všechny stanice konstantní mf signál. Sestavit a naladit vstupní jednotku není snadná záležitost a vyžaduje to již vybavení přístroji. Proto v našem přijímači použijeme hotový a funkční vstupní díl.

Filtr na vstupu mezifrekvenční části má za úkol propustit pouze užitečný mezifrekvenční signál a potlačit všechny rušivé vyšší a nižší kmitočty. V současnosti se pro tento úkol používají obvykle keramické filtry s předřazeným zesilovačem.

Následující mf zesilovač bývá obvykle součást integrovaného obvodu, který v sobě obsahuje také demodulátor. V našem případě je mf signál zesílen tak, že získá obdélníkový tvar a je převeden demodulátorem - v našem případě tzv. koincidenčním diskriminátorem - na akustický signál.

Poslední částí je nízkofrekvenční zesilovač, který zesílí signál pro závěrečný reproduktor.

V tomto jednoduchém přijímači je vynechán stereodekodér, takže příjem je pouze monofonní. I když by jej šlo upravit pro stereo, jestliže přijímač vsadíte do starého rádia, bylo by stereo asi zbytečné :-)

Popis zapojení

Na následujícím obrázku je kompletní schéma přijímače.

Vstupní díl (jak již bylo zmíněno) nebudeme vyrábět, ale použijeme funkční hotový. Plošný spoj je připravený pro vstupní díl Sunny, který ve výprodeji prodává firma Hadex. Pokud jej neseženete, je možné po úpravě použít i jiný vstupní díl. Podstatné je u něj zajistit 3 (nebo alespoň 2) podmínky:

Výstup mezifrekvenčního signálu ze vstupní jednotky jde na jednotranzistorový zesilovač T1. Jeho úkolem je zesílit a přizpůsobit úrovně pro keramický filtr F1. Úzkopásmový filtr potlačí rušivé kmitočty a ponechá ve spektru pouze užitečný mezifrekvenční signál.

Integrovaný obvod U3 v sobě sdružuje mf zesilovač a demodulátor. Jeho zapojení je převzato z katalogového listu. Pokud byste si chtěli obvod upravit pro příjem stereo signálu, změňte podle katalogového listu hodnoty C6 a R3. Nejdůležitějšími podpůrnými součástkami pro U3 je fázovací rezonanční LC obvod. Pro správnou funkci musí mít odpovídající parametry jak cívka L1 tak i kondenzátor C4. Rezistor R3 snižuje jakost rezonančního obvodu (tlumí obvod a zvětšuje šířku rezonanční křivky).

Hlasitost je řízena potenciometrem R2. Jednoduchý nízkofrekvenční zesilovač U4 typu LM386 je také v katalogovém zapojení. Zesílení obvodu U1 je standardně 20. Pokud by byl signál slabý, je na desce plošného spoje místo pro součástky R a C, kterými je možné zvýšit zesílení až na 200. Předpokládám, že větší zesílení nebudete potřebovat, v případě potřeby si najděte hodnoty součástek a doplňte R a C podle katalogového listu.

Stabilizátory U1 a U2 zajišťují vhodné napájecí napětí pro obvody přijímače. Jestliže použijete jiný vstupní díl, zvolte odpovídající stabilizátor na pozici U2 (případně jej můžete vynechat u vstupního dílu s napájecím napětím 12 V).

Konstrukce přijímače

Celý přijímač je sestaven na jednom jednostranném plošném spoji. Obrázek uložte a vytiskněte v rozlišení 600 dpi. Rozměr je 80 x 74 mm.

Zde je seznam součástek a rozmístění součástek na desce plošného spoje.

K přijímači je potřeba připojit pouze reproduktor, stejnosměrný napájecí zdroj a anténu. Není připraven pro žádnou krabičku. Záleží pouze na vás, kam jej umístíte.

Postup stavby a oživení

  1. Stavbu začněte od obvodů napájení. Osaďte svorkovnice a obvody napájení - tj. U1, U2 a C3, C13 - C15.
  2. Ověřte si, že napájecí napětí na výstupech stabilizátorů má předpokládané hodnoty 9 a 12 V.
  3. Zapájejte součástky nf zesilovače U4, C1, C2, R1, R2.
  4. Připojte reproduktor a vyzkoušejte funkci zesilovače. Stačí např. podržet prst na vstupu potenciometru a vyzkoušet, zda lze potenciometrem regulovat hlasitost brumu vycházejícího z reproduktoru.
  5. Osaďte zbytek součástek kromě vstupního dílu a rezistoru R14.
  6. Nyní bude potřeba naladit LC obvod. K tomu potřebujete zdroj signálu o kmitočtu přesně 10,7 MHz. Jako vhodný přípravek může posloužit tester krystalů zmíněný v části popisující vinutí cívky.
  7. Na vstup mf zesilovače připojte generátor 10,7 MHz a na výstup AFC multimetr podle obr.
  8. Otáčejte jádrem cívky L1 a sledujte, zda se mění hodnota na displeji Vmetru. Při otáčení byste měli pozorovat změnu napětí, která kopíruje S křivku demodulátoru. Poznamenejte si minimální a maximální hodnotu. Cívku pak nastavte tak, aby byla uprostřed těchto hodnot - tedy uprostřed S křivky.
  9. Zkontrolujte výpočtem, jaká hodnota odporu u rezistoru R14 upraví hodnoty AFC pro vstupní díl. U vzorku z obrázku byly výstupní hodnoty AFC mezi 4 až 8 V. Pro vstup AFC 3 až 6 V jednotky Sunny bylo potřeba zmenšit napětí odporem uvedeným v seznamu součástek. Vy možná budete potřebovat mírně odlišný rezistor.
  10. Osaďte vypočítaný rezistor R14 a jednotku vstupního dílu.
  11. Připojíte-li na anténní vstup asi 1 m vodiče, měli byste být schopni naladit první stanice na vaší "VKV krystalce" :-)
  12. Jestliže vše funguje tak jak má, nezbývá než modul někam zabudovat. Například do nějaké "retro bedýnky" ze sběrného dvoru. Největší problém ovšem nastane při mechanickém spojování lankového převodu. Ale to je již otázka vašeho konstruktérského umu...

Úpravy přístroje

Pro běžnou hlasitost poslechu a napájecí napětí 15 V není potřeba U1 nijak chladit. Použijete-li vyšší napájecí napětí a dáváte přednost "volume vpravo" pak může U1 hřát. Otestujte to rukou a v případě potřeby dopřejte stabilizátoru U1 malý chladič.

Můžete si vyrobit verzi "de luxe" a přijímač vylepšit o indikaci vyladění. Protože jste si změřili S křivku a víte, jaká hodnota AFC je při optimálním vyladění ve středu křivky, můžete pomocí 2 operačních zesilovačů nebo komparátorů, několika rezistorů a 2 LED vyrobit signalizaci "odladění" ze správné hodnoty. Řešení je pouze na vás za domácí úkol... :-)

Po úpravě by bylo možné výstup z mf dílu zapojit do stereodekodéru (např. A290) a upravit přijímač pro stereofonní příjem.

Při volbě jiného vstupního dílu si nejprve vše promyslete a pokuste se získat co nejvíce informací o dílu, který chcete použít.

Závěr

I když práce s vf obvody vyžaduje více zkušeností, tato jednoduchá konstrukce může být vhodná i pro začínajícího elektronika. Při pečlivé práci je oživení přijímače snadné a nevyžaduje speciální přístroje.

Příjem místních stanic je kvalitní a čistý a při svém nízkém odběru je přijímač vhodný pro dlouhodobý poslech v dílně apod.