FM 45-870MHz AM 520-1710KHz 全頻段高靈敏度二次變頻接收機(jī)

BGTWOQBHA 2013-03-14

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本帖最后由炫彩于 2012-10-13 20:13 編輯

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《★Radiocom原創(chuàng)★FM 45- 870MHz/AM 520-1710KHz/全頻段高靈敏二次變頻接收機(jī)—欣賞篇》
《★Radiocom原創(chuàng)★FM 45- 870MHz/AM 520-1710KHz/全頻段高靈敏二次變頻接收機(jī)—技術(shù)篇》

原創(chuàng)FM 45- 870MHz、AM 520-1710KHz全頻段高靈敏度二次變頻接收機(jī)——技術(shù)篇

——Radiocom

在《欣賞篇》中拋出了兩部“用電視高頻頭制作的全頻接收機(jī)”，展示了大量多角度的圖片，目的只有一個(gè)——勾引你動(dòng)手制作全頻接收機(jī)。

“送人玫瑰手有余香”在分享技術(shù)的同時(shí)，一定會(huì)得到您的正反饋。如今已步入數(shù)碼時(shí)代，利用九十年代的原型機(jī)加上今天的高科技，咱們從新走一回青春！推陳出新符合當(dāng)今技術(shù)理念的高性能接收機(jī)。

dx03透視圖02cs.jpg

一、超外差和二次變頻

超外差技術(shù)問世以來，已廣泛應(yīng)用于收音機(jī)當(dāng)中，將高放選擇的信號(hào)頻率與本振頻率相減得到一個(gè)固定中頻信號(hào)，中頻信號(hào)頻率相對(duì)較低，這樣有利于做出穩(wěn)定高增益的放大器，配合高性能濾波器選擇性大幅提高，排除了帶外干擾。然而在低中頻的情況下抗鏡像干擾能力差，提高中頻雖可抑制鏡像干擾，但中放容易自激選擇性也不佳。這就有了二次變頻的概念，一次變頻使用高中頻抑制鏡像干擾，二次變頻使用低中頻提高增益和選擇性。

緊隨這個(gè)思路，有人提出了用電視高頻頭做二次變頻接收機(jī)，曾在93年《實(shí)用電子文摘》第5期中看到過一篇文章（原始資料遺失了，憾！誰有別藏著），當(dāng)時(shí)很受啟發(fā)制作了第一部全頻機(jī)。隨后有了這樣一個(gè)想法：就是利用成品接收機(jī)來接收電視機(jī)高頻頭輸出的一次變頻信號(hào)，將電路結(jié)構(gòu)化零為整，模塊化設(shè)計(jì)，不僅結(jié)構(gòu)緊湊還可免去制作調(diào)試高頻通道的麻煩......。

二、用電視機(jī)高頻頭 + 改頻的車機(jī)電調(diào)高頻頭制作二次變頻接收機(jī)

有想法就有動(dòng)力，籌備模塊器件——電視機(jī)高頻頭&車機(jī)電調(diào)高頻頭

全頻接收機(jī)的輸入端，使用了基于TDA5330T方案的全頻道電視機(jī)高頻頭，作為高放和一次變頻，具有低噪聲、增益高的優(yōu)點(diǎn)。電壓增益在25db以上，這決定了整機(jī)的高靈敏度（與ICOM的全頻接收機(jī)做過對(duì)比收聽，本機(jī)WFM的接收靈敏度約為1.4uV）。

tdy-3b高頻頭s.jpg

借用一下礦壇某網(wǎng)友的TDQ-3B6圖紙，電路結(jié)構(gòu)差不多。

二次變頻、FM鑒頻、AM檢波、立體聲解調(diào)部分則由改制的阿爾派汽車音響高頻頭來接管，全部功能由一枚SANYO LA1888 高性能IC芯片一氣呵成。

阿爾派汽車音響高頻頭01s.jpg

該款車機(jī)高頻頭結(jié)構(gòu)緊湊，性能指標(biāo)優(yōu)異，但其接收頻率在76~108MHz廣播頻段內(nèi)，作二次變頻接收（31.5~38MHz），頻率范圍不符合要求，改頻是本制作的關(guān)鍵。

電視高頻頭是為接收?qǐng)D像信號(hào)而設(shè)計(jì)的，它輸出的一次變頻信號(hào)并非是中心頻率為38MHz的窄帶頻譜，而是31.5~38MHz的寬頻帶信號(hào)。您會(huì)問，38MHz中頻為什么不在幅頻曲線的中心呢？因?yàn)槿娨曅盘?hào)（含6.5MHz伴音）頻譜很寬，調(diào)制后分布在載頻左右的頻譜總寬度約13MHz，若發(fā)射全部頻譜十分浪費(fèi)發(fā)射功率，也不利于接收，必須濾掉一半的頻譜成分（中頻38MHz頻標(biāo)右側(cè)頻譜被濾掉），類似短波的SSB單邊帶信號(hào)，屬殘留邊帶通信。在接收端為確保圖像信號(hào)的接收質(zhì)量且不被伴音干擾，電視高頻頭設(shè)計(jì)成參差調(diào)諧，滿足6.5MHz帶寬的同時(shí)還要對(duì)變頻后的31.5MHz伴音頻率和38MHz中頻頻率進(jìn)行衰減（38MHz聲表面濾波器的作用）。得到如下幅頻特性曲線。

38m中頻曲線.png

幅頻特性曲線中34.3~37.3為幅度最高點(diǎn)，為使整機(jī)具有高靈敏度，二次變頻的接收頻率應(yīng)在34.3~37.3MHz間選擇。本機(jī)設(shè)定34.3MHz為二次接收頻率，汽車高頻頭的中頻是10.7MHz，則本振頻率f=34.3+10.7=45MHz。若接收頻率設(shè)定37.3MHz時(shí)對(duì)應(yīng)的本振頻率是48MHz。

確定了二次變頻接收頻率和二本振頻率后，可以進(jìn)行改頻操作了。

高頻頭電路改頻01.png

參考圖紙找到本振LC電路（紅圈所示），對(duì)照實(shí)物線路板將其電感線圈和背面并聯(lián)的電容及變?nèi)荻O管剔除，換上頻率穩(wěn)定的45MHz晶體振蕩器（接收頻率37.3MHz時(shí)選48MHz晶振）。

下圖電路板中間的中周形器件即是本振的電感，左側(cè)是拆除后的電路板，將45MHz晶振直接焊在原來連接本振線圈的兩個(gè)焊點(diǎn)上即可完成二本振的改造工作。經(jīng)過多方驗(yàn)證，晶振替換后無需調(diào)整都能起振，最初也是在TA7335等FM高頻電路上替換成功后才實(shí)施的，但個(gè)別型號(hào)晶振會(huì)出現(xiàn)振蕩強(qiáng)度過高，諧波干擾38KHz立體聲導(dǎo)頻信號(hào)，接收立體聲節(jié)目時(shí)有微弱的約5KHz嘯叫，在晶振兩端并聯(lián)50~100K阻尼電阻解決。

阿爾派汽車音響高頻頭06s.jpg

接下來看高放部分，下圖是高放電路局部放大

高頻頭電路改頻03.png

參考圖紙找到高放輸入調(diào)諧電感，高放輸出變壓器（圖紙中紅圈所示）。對(duì)照實(shí)物線路板，紅色線圈是高放輸入調(diào)諧電感，帶骨架的是高放輸出變壓器。注意：對(duì)于高放的這組線圈是改制，不是剔除，后面的貼片變?nèi)荻O管、電容等器件也不要拆除。

阿爾派汽車音響高頻頭04s.jpg

經(jīng)多次試驗(yàn)，最終確定用直徑3.5mm的10K型中周鐵氧體磁芯旋入紅色線圈內(nèi)部增加電感量，高放級(jí)輸出變壓器則重繞線圈，初、次級(jí)圈數(shù)均增加為原來的三倍（本機(jī)改動(dòng)前初、次級(jí)分別是1T/3T，改頻后3T/9T），配合變?nèi)荻O管（調(diào)諧電壓VT由+8V經(jīng)藍(lán)色3296可調(diào)電位器生成，只改變高放諧振頻率）可準(zhǔn)確諧振于34.3MHz，再反復(fù)調(diào)整兩個(gè)磁芯使高放增益最大且不自激為止。至此一個(gè)固定接收頻率為34.3MHz的高頻頭改造完成。

dx01透視圖07cs.jpg

我在調(diào)試時(shí)手里沒有其他設(shè)備，有個(gè)技巧，就是觀察場(chǎng)強(qiáng)表S-METER的變化，即使無廣播信號(hào)，憑著接收來自電視高頻頭的本底噪音，調(diào)整高放級(jí)使場(chǎng)強(qiáng)表顯示最大值即為最佳狀態(tài)。整機(jī)裝好后，接收一個(gè)弱電臺(tái)信號(hào)，或調(diào)AGC電壓，壓低信號(hào)強(qiáng)度至中間值方便調(diào)整時(shí)觀察S-METER指針變化。

此處給一個(gè)小貼士：在城市中電臺(tái)林立，或接收環(huán)境靠近發(fā)射塔，請(qǐng)手動(dòng)調(diào)低AGC增益，可避免通道阻塞后的交互調(diào)干擾，與強(qiáng)臺(tái)毗鄰的遠(yuǎn)地弱臺(tái)才能正常接收。

fm頻譜圖.jpg

三、模塊化二次變頻接收機(jī)整體電路與結(jié)構(gòu)

下圖是接收機(jī)的電路框架&結(jié)構(gòu)示意圖，與實(shí)際制作有區(qū)別，僅供技術(shù)討論參考。

電路框圖及結(jié)構(gòu)s.jpg

前期的準(zhǔn)備工作此刻差不多了，至于其他輔助器件，仁者見仁盡量使用上等材料?？傃b配時(shí)，要強(qiáng)調(diào)的有兩點(diǎn)：

1、電路布局和一點(diǎn)接地

一點(diǎn)接地的好處，我想裝過TDA2030等IC功放的朋友都知道，信號(hào)地和電源地要分開走，才能不自激，這里我們依然要嚴(yán)格遵守。無論是搭棚焊接還是基于PCB板，電路布局要隨信號(hào)走向合理安排，高頻則多點(diǎn)接地良好屏蔽，音頻弱信號(hào)部分遠(yuǎn)離機(jī)內(nèi)變壓器、DC/DC升壓器件等干擾源。

dx03透視圖013s.jpg

2、改進(jìn)頻率調(diào)整機(jī)構(gòu)

最初裝的全頻機(jī)其調(diào)諧機(jī)構(gòu)存在缺陷，頻率捕捉困難，在沒有數(shù)字顯示、沒有頻率合成的盲掃情況下，如何能快速準(zhǔn)確捕捉信號(hào)確實(shí)是一大難題。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)對(duì)原調(diào)諧機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，使之成為精密的調(diào)諧機(jī)構(gòu)，捕捉效果快速準(zhǔn)確（但不能讀頻率）。先快速旋轉(zhuǎn)粗調(diào)電位器，掃描到有信號(hào)的地方會(huì)聽到嘟嘟聲，此時(shí)立即回調(diào)微調(diào)多圈電位器直至捕捉到信號(hào)為止。若調(diào)諧機(jī)構(gòu)使用精密刻度盤，頻率二次重置還算準(zhǔn)確方便（讀值是刻度盤編碼非實(shí)際接收頻率）。

精密調(diào)諧機(jī)構(gòu)02s.jpg

四、循序漸進(jìn)，更上一層。

前面說的接收機(jī)電路相對(duì)簡單，是模型機(jī)，初裝者只要用心打造都能成功，還有很多功能有待共同開發(fā)。發(fā)揮想象力DIY一臺(tái)符合您個(gè)人品位的接收機(jī)。

dx01透視圖02bs.jpg

改進(jìn)頻率調(diào)整機(jī)構(gòu)

dx01透視圖03cs.jpg

增加聲表面濾波器，進(jìn)一步抑制帶外干擾，若能找到帶寬在200KHz的更好，可惜我沒有只能選用電視機(jī)的聲表面濾波器。

dx01透視圖08cs.jpg

L/R音頻信號(hào)增加NE5532運(yùn)放驅(qū)動(dòng)，升級(jí)為發(fā)燒級(jí)收音頭，LINE OUT信號(hào)電平可推動(dòng)音響功放，適合用發(fā)燒組合欣賞HI-FI音樂。

dx01俯視圖02cs.jpg

安裝靜噪電路，守聽對(duì)講臺(tái)，這個(gè)很有必要。

dx01透視圖011s.jpg

后面板視圖，看起來挺像專業(yè)的接收機(jī)，呵呵！

dx01后視圖cs.jpg

手繪的電路草圖，紙發(fā)黃快成文物了。

原始電路圖s.jpg

當(dāng)年未完成的心愿——加裝頻率顯示組件，或用單片機(jī)+頻率合成高頻頭改成頻合式接收機(jī)，
利用一中頻的寬帶特性實(shí)時(shí)掃描并顯示+/-1.5MHz范圍內(nèi)的頻譜。

增加短波段高頻頭（2~30MHz一次變頻輸出1.7MHz中頻），用AM1700KHz頻率接收（二次變頻、檢波），
曾經(jīng)做過短波接收實(shí)驗(yàn)，效果十分理想，后來買了兩臺(tái)商業(yè)短波機(jī)，暫停了。

2012-10-13 11:01:53 上傳

下載附件 (68.53 KB)

再展望一下高IP3+DSP接收處理......。呵呵！

拋磚引玉，玉~你快出來吧！

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