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窄带二次变频短波接收机 [复制链接]

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离线zhouwei
 
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270
只看楼主 倒序阅读 0楼 发表于: 2004-02-05
春节期间,设计了一个用单片收音机集成电路的电路,完成了一大半并进
行了一些测试,现在可以和大家讨论了,请多提意见,以免少走弯路。
先附上电路框图。
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离线zhouwei
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270
只看该作者 1楼 发表于: 2004-02-05
设计思路
我用的是wj-8718a和70-2收信机,70-2噪声低wj-8718a灵敏度高。以前爱上
“广播爱好者”,发现很多朋友是从收音机转入业余无线电的,也有很多朋
友在用收音机听业余信号。同时不是每个人都可能拥有一级收信机的,所以
有了设计这种收音机成本,效果又要好于收音机的入门接收机的想法。
设计这个东西,一是想给入门者和器材条件不好的爱好者,提供一种低成本
元件普及度高的电路;二是给diyer们,提供一种简单可靠成功率高的电路,
让爱好者能够体会动手后的成功感;三是出门在外如果有个小机器,也不错。
  只要有频率计和万用表,从简单的仪器做起,再做简单的收发设备,再做
性能可靠比较复杂的收发设备,按循序渐进的规律办事,是能够取得成功的,
这也是我diy的原则和乐趣所在。
附上完工一半的小图。
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离线zhouwei
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270
只看该作者 2楼 发表于: 2004-02-05
中频板
28脚的1019,小一号的是30脚的
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离线zhouwei
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270
只看该作者 3楼 发表于: 2004-02-05
1019的灵敏度及其他
从《单片收音机》上查得uln2204的最高灵敏度为5uv,但又说信噪比差所以
没有考虑选用。1019的没有查到,在“广播爱好者”上有篇贴子提到是50uv
,二本振和中频板做好后,用信号发生器注入1500kc的信号进行了测试。
1、信号衰减100db(10uv),可以清楚地收到差拍音。考虑到实用时的各种
噪声,实际50uv的灵敏度应基本可信,这个推测对不对?
2、在收音机电路上另加的一级共源中放,效果不好,上述结果是在断开此级
中放(框图上为2if)后测得的,连上本级只能接收-60db(1000uv)的信号,
不知是什么原因,反正只想得到一个简单的电路,所以没有再搞了。有这方
面经验的请指教。
3、差拍的“单边现象”,在由低到高转动二本振电容时,发现只在低端有差
拍音,过了零点就没有了。不象239等两连都有,以为是什么问题。后来分析
后发现,这是因为我的拍频设在463。5,相当于是上边带的形式。过了零点
后信号相当于在下边带了,被陶瓷滤波器“滤去”了。然后将1500kc信号调高
20db,就在零点的另一边收到了一个声音稍小的差拍音,这也与滤波器的频幅
特性相符。这个经验对梯形晶体滤波器的载波简单测试有没有用?
4、收信机设计时的电平增盈分布是很考究的,一般在末级中放前的增盈不超过20db,由于1019的灵敏度是50uv,所以这种机型的前级增盈就要大于20db,才有实用价值。这个设计加一级高放10db,mc3361的变频增盈是28db,一中滤波器是-12db,又加一级一中放10db,前级总增盈达到了36db。所以设计成了可调增盈的放大器,具体效果要看实验了。
附上选用的滤波器频幅特性图
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离线bg2ey
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3235
只看该作者 4楼 发表于: 2004-02-05
很高兴再次看到您的作品,电路框图已经下载,继续关注!
离线BA5RW
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48265
只看该作者 5楼 发表于: 2004-02-05
哈哈,很高兴又见到一个喜欢diy的zhouwei,幸会!
离线zhouwei
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270
只看该作者 6楼 发表于: 2004-02-06
补充说明
发贴时漏了两个字--实验接收机--的"实验"两字,这不是一种定型了的设计,只是一个实验,要想通过这个实验找出单片收音机ic制作入门接收机的简单可靠的电路.所以只采用了20khz的窄带接收,因为手中刚好有对应7060和21400频点在1500khz中频上的晶体。昨天通过实验已经取消了共源放大的二中放这一级.所以希望大家多提意见.以后要把详细的测试结果给出来供参考,当然包括调试要点和元件选择上的经验.
实验这个接收机的私心是,想按此思路用139的机体作一个小的接收机,希望是
1uv的灵敏度,元件对我来说还不成问题。基本想法是一混场效应对管,二混vjh6,二中三连统调,二中放1350,465陶瓷。我的139没有听就折了,(当时已经有了70-2)。
以后想制成的电路基本性能要求是:
1、常用的4个波段,最少要7mhz和21mhz两个波段,
2、灵敏度不低于5uv,能够达到3uv最好,
3、要有较好的agc能力,以使听起不要太难受,有可调高放更好。
4、本振稳定度要求在几分钟预热后小于50hz,所以可变本振的频率要控制在2mhz以下。
5、大多数元件用收音机的:可变电容、中频变压器,短波线圈等,降低元件的选择难度。但关键元件,晶体和窄带中频滤波器要另想办法。
基本的电路型制有两种:
一、一次变频和直接变频相结合的最简模式。
1、只使用1019的混频器作一次变频,得到时1-1。5mhz或其中100khz带宽的可变中频,然后利用1019的中放和检波级作直接变频得到解调信号。体积可能小到一个便携式收音机大小。
2、这种方式,只要有一个多波段收音机的主要元件,再加常用晶体就可制作(7mhz对应6mhz的晶体,21mhz对应20mhz的晶体),并且不用2-3khz带宽的中频滤波器就可制作,也不必考虑上下边带的频谱倒置。
3、此种方式有两个难点要通过:一是高放的增盈要有20-30db才能保证灵敏度,会不会自激?二是用中放和检波电路作直接变频,在几百khz的范围内会不会自激?变数太多,所以就采用了第二种方案,传统一些,觉得成功率可能会高些。
二、传统的二次变频接收模式(70-2和9701等采用的方式)
1、通过一次混频对应上下边带分别采用内外差方式,得到一个2mhz以下的可变一中频信号,并且统一业余段的上下边带信号为一种边带。至于统一到哪一个边带要看晶体的选择。
2、用1019组成二混二中解调低放电路,另做二本振和拍频振荡器以保证频率稳定度。二中频选用465的军品品窄带陶瓷滤波器。
3、用收音机的有机可变电容的调幅双连做二本振和二中输入回路的统调元件,体积大的还可用空气连或三连。
3、此种方式的晶体频率和中频滤波器不是哪么常见,元件选择上要麻烦一点。
离线zhouwei
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270
只看该作者 7楼 发表于: 2004-02-06
二本振实测
本振做好后,进行了在致的频率稳定度测试。
1、开机时1041。793khz
2、1分钟后1041。765khz
3、2分钟后1041。772khz
4、3分钟后1041。788khz
5、5分钟后1041。804khz
从中看出稳定度还是基本上合格的,这个振荡器主要用的是云母电容,又接了一个折机的负温度系数的电容并在回路上,测试后发现频率基本是向上漂移的,就又换上了一个瓷片电容,基本上就是这个样子了。
本振线圈用的是硅两瓦的一主振线圈,线路是仿70-2的,只是到缓冲级的耦合电容从1微微法加到了18微微法。
因为用的是铜的屏蔽盒,所以加上屏蔽盒后,电感减小,频率从1050上到了1280,提高了200多khz,又改动了回路电容才得到想要的频率覆盖范围。
拍频振荡器是用硅两瓦的拍频改的,线圈用的原来的,将晶体管改成了场效应管,取消了变容二极管,用瓷介微调电容代替。
附上二本振的小图
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离线BG9ADQ
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1425
只看该作者 8楼 发表于: 2004-02-06
顶!
离线bg2ey
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3235
只看该作者 9楼 发表于: 2004-02-06
ba5rw:
  当我第一次看到zhouwei这个名称,就有一种见到老朋友的亲切感,因为您的
名字是周嵬,都喜欢diy,希望大家都成为好朋友。
离线神仙
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104
只看该作者 10楼 发表于: 2004-02-06
严重关注
离线BA6BF
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16983
只看该作者 11楼 发表于: 2004-02-06
我个人观点。

对于初学者入门机器或者为了降低制作调试难度,最简单明了的工作流程就是最好的。不要把问题复杂化,我看了楼主的设计思路,比较类似于70系列或日本早期比如ft101,ts520s等收发机的接收程式。这样的处理,可以解决一些问题,但随之而来的就是电路复杂,调试困难。

把电路程式搞简单点对提高成功率是有帮助的。

参照典型的超外差电路我觉得是重要的,固定的中频对提高电路稳定性和简化有好处。把本振做成在大范围内可调以适应宽的工作范围,但是使用普通lc电路对于绝大多数diy爱好者来说不是件轻松的事情。当然如果仅仅要求接收am广播信号是可以采用的,但如果使用它来进行ssb的接收,则不是个好主意,至少在业余条件下很难解决频率稳定度的问题。

如果要求在全波段工作,那么采用高中频的设计看来是唯一比较合适的方案。如果要得到比较好的中频曲线则需要做二次变频的电路,第二中频选择低一些的频率比较容易得到特性良好的滤波器。

总之,做接收机不是件很容易的事情,做一台好的接收机则更难,要解决的问题太多,业余条件的限制又不得不考虑。

我的建议就是把复杂问题简单化,别做一些事倍功半的事情,在电路流程上越简单越好。除非做窄带的业余接收机,否则引入pll或dds或许要省很多事情和精力。

这是我的经验,一家之谈而已。
离线powermax
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4634
只看该作者 12楼 发表于: 2004-02-06
第一混频和高放用什么?
离线liu4ic
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1350
只看该作者 13楼 发表于: 2004-02-06
值得鼓励,顶!
离线zhouwei
发帖
270
只看该作者 14楼 发表于: 2004-02-06
谢谢各位的关注和建议
6bf说得对
一、关于频率稳定度
  自制的电感q值不会很高。这一点对lc振荡器很重要。我用的是军机拆机件,因为家在成都城隍庙附近,以前花了很多时间在拆机件及各种电路板的收集上,所以现在基本上有了足够进行diy的各种元件。我没有自制本振线圈,是从大量拆机件中用自制的测试振荡器挑选出来的。感觉上测试仪表上的(主要是老式手动调谐的电平振荡器和选频电平表)线圈最好,军机发射机的次之,收信机的又次之。但象70-2这样的一级收信机的二本振线圈又要比小八一、硅两瓦的发射主振好。
  1019集成电路的收音机,其短波线圈的q值一般要求大于80,但我用测试振荡器在相近的频率上(大约差200kc)比较,硅两瓦的主振线圈的振荡信号幅度比收音机的高一半。q值高的其振幅就高,从这一点看,收硅两瓦的主振线圈q值要高出许多。如果是瓷管镀银铜烧制的线圈,q值更高了。
  所以自制线圈有心得的朋友,不妨说说经验。这一关过得了,入门接收机的普及制作成功率就要高一些。对于1-2mhz的线圈,以个人经验看,电感值在40-80uh都可。为了在小体积机壳上使用,用磁心为好,加负温度系数的电容补偿基本上能用。
二、关于接收机的工作范围
  我一向主张专门在业余段,28mhz以下就是500khz。这样制作容易点。有特殊要求时,还可窄到100khz。
  因为这是一个实验机器,所以用1.5mhz的陶瓷滤波器取代了一中回路,为的是减少调节点和统调手续,以提高成功率。这个滤波器有20khz的有效带宽,在7060和21400上基本可以作实验收听了。
  如果此次实验基本成功,就会考虑用lc回路取代陶瓷滤波器,成为真正的可变一中方式。
三、关于电路程式
  如果不考虑用频率合成的本振,固定高中频(45mhz以上的不说了,就是6、9mhz的一次变频也不大可能)的方式是不可能可采用的。
  这样采用可变一中频的方式,基本上是自制lc本振接收机的唯一方法。同时如果采用达得到70-2之类二本振线圈的,可以将本振频率做到时6-7mhz的高限,而仍能满足ssb对振荡器的要求,不然降低本振频率就是唯一的出路了,对应500khz的频率覆盖范围,1000-1500khz基本上是西勒式(并联改进型电容三点式振荡器)的最低下限了。二本振定了,再结合二中频滤波器的频率,一中频就好定了。
  这种程式,不用频率合成,但要取得好的选择性,就不得不有一个统调。 70-2在高频和一中频放大和二混频上,一共用了八连统调。作为入门机,可以采用,高频用带通滤波或参差调谐回路,只在二混频时用可变电容统调的简化方法。一中频在中波范围时,只能用收音机的调幅双连。如果一中频率选得巧点,可能将调频双连用上,形成两级调谐提高性能。关于统调的计算取值,有专门的一本书(好象是无线电爱好者丛书中的《超处差式收音机的统调》吧)。手工计算和选点比较麻烦,而且主要是适用于等容双连的。我自己用电子表格做了一个自动计算表,并且将统调结果用图形表示。只要在表上修改各参数,就能得到大致的情况,虽然不会选到与计算值完全一样的元件,但可以为实际统调提供方向性的指示。并且这个表同样适用于差容双连(三连)电容。
四、关于制作
  作为爱好者,只有在不断实践中才能真正提高自己的水平;作为一种入门机,又希望它有更多一点的典型单元电路,通过实际制作让爱好者能够起到举一反三的作用。所以复杂一点可以接受,只要能成功。
  制作接收机比发射机要难点,又不会“犯规”,所以从收信机制作入门是个比较好的选题。
离线bg2ey
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3235
只看该作者 15楼 发表于: 2004-02-07
再次顶!
离线5555
发帖
752
只看该作者 16楼 发表于: 2004-02-07
好,我认为不要把问提弄的太复杂,应该从简单开始,零件应易找的,简单成功后再进功复杂的。
离线BA6BF
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16983
只看该作者 17楼 发表于: 2004-02-08
我同意5555的看法。

现在进行一些设计或者实验,应该从实际出发。

在元件选择上应该有一个原则,就是不要用难以找到的原器件,尽量使用普通的元件。

在电路程式上也应该有一个原则,就是思路清晰,简单明了,尽可能的避免亢长和混乱的过程。让人看着轻松,做起来明白。

过多的使用复杂精细的调谐电路固然会提高电路的选择性,但随之而来的就是可望而不可及。明智的做法就是在电路设计中尽可能的减少这种需要很高精度的调谐回路。再者说了,使用lc回路做调谐,除非做很多级的联动调谐并且使用高q值的调谐线圈,否则也很难达到一个很高的指标。

楼主才用可变一中频的电路程式,应该是从降低本振频率从而提高本振的频率稳定度的角度考虑。但我想这样做的的话,从时间和精力的方面来看,未必比使用pll和高中频的形式要来的简单。从成功率的角度看,初学者成功的概率大概还要低的多。最起码的,在业余条件下,如果没有很多的专业仪器来进行辅助调试,光是那些lc的调谐回路就会造成极大的困难。

另外,lc震荡器的性能在很大程度上取决于其机械结构和安装,这一点从70系列甚至是239这种早期的通信接收机的那种巨大的调谐鼓上就可看出端倪。即使是那样,某些239甚至77a从个体上来说,其稳定性有时候还是不能满意的进行ssb的接收。

如果要覆盖500khz的范围,那么以可变双连的旋转角度为180度来说,基本可以算出平均每转动1度,就有2.78khz的频率范围的变化,如果这种调谐是非线性的(肯定是非线性的!),那在某些角度上其频率密度将会是另人难以忍受的,甚至根本就不可能进行准确的频率校准。am的短波广播收音机来说尚且要加上很大变速比的调谐机构,那对于带宽不到3khz的ssb电台来说,又如何进行日常的收听?

楼主的想法是很值得赞赏的,但思路上的正确却往往不能使用到实践当中来。我支持楼主进行这方面的实验,但我想提醒楼主注意一个原则,那就是理论联系实际。

祝成功。
离线zhouwei
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270
只看该作者 18楼 发表于: 2004-02-08
要出趟远门
本来想尽快的完成实验,进行整机的测试试听,但要出去一趟,十来天吧.
所以给大家果个招呼.
谢谢版主的意见,我的呼号是bg8db,所以用呼号相称.当时注册时没有用呼号,现在又不想变更了.
附上完成了两个本振和高频回路的高频板小图
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离线zhouwei
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270
只看该作者 19楼 发表于: 2004-02-08
两个晶体振荡器
因为频点特殊,所以19900的是用100mhz的五次泛音晶体的基频19985下拉了85khz,稳定度还可以,只有十多hz的漂移.电路用的是类似协会cq杂志99年1期bd6ra的四波段一文中的改进后的vcxo.发现用365pf的双连一般只能有30多khz的频率变动范围,电容大了后就要停振.
这个电路对十多mhz的晶体下拉100khz内选择一个单频点的用途还是可靠的.以后有空还要试试17450能不能只用一个电感就能下拉100khz,实在不行就分成两档,这对用4mhz晶体的滤波器做21.35-21.45的机器还是有用的.
8550是用2850的三次倍频,但当初选电感l1 时,用120pf的振荡器测量频率是在7.8mhz,对应8.55应用100pf的电容,但实测时却是5700的二倍频。换c4为68pf后则工作在8550了。又发现反馈电容c1c2的串联值正好是33pf左右,是这个电容并在了三倍频回路上,还电感测量不准?
附上两个晶体振荡器电路图
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