Радиоприемници, базирани върху шаси от "Геолог"
Част II: FM/AM приемник с ИС TA2003P  

    От доста време имам интегралната схема на TOSHIBA TA2003P. Бях я купил с цел да изпробвам т.н. нискостойностна конструкция. Тази ИС е специално разработена от TOSHIBA за ниския си клас радиоприемници и други преносими устройства с AM-FM обхват. Тя включва в себе си цялостно интегрално решение на нискостойностен радиоприемник, като за целта производителя се е постарал да премахне бобините на междинночестотните филтри и е дал конструктивната възможност за директното включване и достатъчно точно съгласуване на пиезокерамични филтри за АМ и FM.

    Очаквах, че опростяването е за сметка на занижени параметри, поради което още с предварителния си план за проби и изпитания включих най-различни простички допълнения, които да ги подобряват, като например първо изпробвах приемника във вида в който TOSHIBA го предлага, след това замених кварцовия дискриминатор с бобинен, включих допълнителни опции като измерител на силата на сигнала, след това добавих допълнителен високочестотен усилвател за по-добра чувствителност на УКВ, а на края го премахнах, но добавих още едно транзисторно усилвателно стъпало по FM междинна честота.

    В този ред ще разгледам четири принципни схеми, техните конструкции и ще направя сравнение на получените резултати. Със сигурност, сами ще се досетите по подреждането на изложението за най-добрите получени резултати.

    Бих искал да отбележа, че акцента в тази статия е върху подобряването на приемането в УКВ обхвата чрез използването на най-малък брой елементи, както и с най-малко допълнителни елементи и стъпала.

    От конструктивна гледна точка, в Част I съм дал подробно описание на преработката на шасито на оригиналния радиоприемник и схемата и платката на входните кръгове за АМ приемане, поради което тук няма да се повтарям. Съответно разработената печатна платка е само една за първият вариант, а останалите са изпробване с добавяне на стъпалата и елементите на обемен монтаж и тъй като те са твърде малко на брой и малки по рамер, в никакъв случай не утежняват конструкцията и се побират в избраната кутия.

    А ето и принципната схема на първия радиоприемник, в който съм изпълнил всички изисквания според datasheet–а на производителя. Тоест няма никакви нововъведения. Както казах по-горе, целта е да се сравнят резултатите във вида в който е избрал той и с подобренията, които аз съм въвел.

    Трябва да се има предвид, че тази интегрална схема е била разработена за детско забавление, тоест да работи в преносими устройства на батерии, поради което се захранва със сравнително ниски напрежения. Затова аз съм използвал един от стабилизаторите, които бях описал в предишни мои статии, също така простичък с малко елементи и лесен за изпълнение. Стабилизиращият елемент е изпълнен с най-обикновени SI диоди, които при определена характеристика имат известен стабилизиращ характер. Тук целта не беше да получа стабилизирано напрежение +/- 50mV, а да постигна някакво средно захранващо напрежение, в което интегралната схема да работи при промяна на захранващото напрежение в по-широки граници, отбелязани на схемата. С тример-потенциометъра P1 се постига желаното напрежение, измерва се стойността му и се заменя с резистор с най-близка стойност. За случая 1.5-2.2 к. Може да изберете каква да е стойност на стабилизираното напрежение между 3.5V и 5.0V при които се запазва работоспособността на ИС TA2003P.

    Полученият краен резултат като звук и чувствителност е задоволителен, но все пак по-голямата част от УКВ предавателите в София са мощни. За по-слабите станции звукът или е дрезгав или липсва. Всъщност именно този конструктивен недостатък забелязах с изпълнението на първата принципна схема и започнах да търся други решения, с които да подобря чувствителността на моя радиоприемник. Все пак трябва да "свири" не само в София, а и извън град, примерно на село или на пикник.

    Ето данни за бобините за УКВ:

        L1 – 4.5 нав., без тяло, Ф=4 мм., от меден емайлиран проводник с d=0.6 мм.
        L3 – също като L1, настройва се чрез разтягане и свиване на навивките
        L2 – 2 нав. на тяло с d=4 мм. и феритна сърцевина за настройка, меден емайлиран проводник с d=0.35 мм.

    Настройката на УКВ обхвата може и препоръчвам да се извърши с вобулоскоп, но който няма такъв може да се пробва на слух и сравнява с друг УКВ радиоприемник. Първо с феритната сърцевина на осцилаторния кръг се търси долната граница на обхвата, а след това с паралелния кондензатор се определя покритието. На следващ етап се настройва в средата на обхвата и чрез разтягане или свиване на ВЧ бобината L3 се търси максимална чувствителност. Като спомагателна стойност, би могла да се използва напрежението на автоматичното регулиране на усилването като се търси максимална стойност. Тъй като този приемник не е претенциозен и е с малко елементи, би трябвало за 20-30 минути да сте завършили настройката. Обърнете внимание на следващата снимка и ще забележите, че във високочестотната част задължително се използват керамични кондензатори, които за тези честоти имат достатъчно високо диелектрично съпротивление (импеданс). Освен интегрална схема ТА2003Р, може да се използва нейния китайски аналог CSC2003P.

    Аз, обаче, отдавна съм забелязал, че замяната на кварцовия дискриминатор за FM с трансформаторен тип (трептящ кръг), до голяма степен подобрява честотното дискримиране и съответно онова стържене се подобрява значително. Ето така дойде идеята за следващата принципна схема:

    Няма да правя детайлно разглеждане на тази схема, тъй като освен замяната на кварцовия дискриминатор с трансформатор, няма нищо по-различно. Към извод 5, представляващ АРУ съм свързал система 200uA, с която може да се получи измерител на силата на сигнала. Но подчертавам – в малки граници, все пак това е АРУ. Всъщност с посочената промяна се гарантира много по-добра линейност на дискриминатора и се премахва гъгненето при слаби сигнали, с което се подобрява точността на настройката, а включената система играе ролята на индикатор. Дискриминаторът L4/C16 е фабричен междинночестотен трансформатор за УКВ, но за тези, които искат сами да си го навият бобината е навите от проводни с d=0.1мм и има 12 нав., а кондензаторът е керамичен със стойност 100pF. За още по-добра линейност на амплитудно-честотната характеристика на дискриминатора препоръчвам, без да е задължително паралелно на кръга да се включи резистор със стойност 4.7kOm.

    Както отбелязах в началото на това изложение, част от разглежданите принципни схеми могат да се реализират без да се прави нова печатна платка, а допълнителните елементи да се свържат в обемен монтаж, както е видно на следващата снимка, която демонстрира разликата между представените две принципни схеми.

    С последната схема подобрих звука, но не повиших чувствителността на УКВ обхвата, а както казах в началото на статията, все пак аз търся приемане и на по-слаби станции или пък използването му на пикник или на село. Ето защо реших да търся други начини за постигане по-добра чувствителност. Все пак аз разполагам не само с вобулоскоп, който ми позволява да направя максимално спрягане на ВЧ кръга с осцилаторния, но и със сигнал генератор, с който подавайки различни нива на сигнала да търся все по-голяма чувствителност.

    Така реших първо да сравня техническите данни на различни ИС и това ми даде възможността да определя къде е проблема с чувствителността. И така, тъй като ИС ТА2003 е цял радиоприемник, очевидно трябваше да потърся същите параметри на интегрални схеми - УКВ блок и съответната за МЧУ. Естествено избрах такива, които вече съм правил, а аз не си изхвърлям старите платки и конструкции. Сравних данните на комбинацията BА4412/4424 + ВА4236, отделно първите + AN7224 и тези на ТА2003.

    Очевидно е, че и в двете комбинации усилването е по-голямо от дадените параметри за ТА2003. Ето така, реших да добавя усилвателно стъпало по междинна честота. Едно апериодично стъпало по принцип дава около 2-3 пъти усилване, особено ако внимателно се подбере транзистора. Така се роди следващата схема, която експериментирах:

    Както виждате от предложените схеми, доста съм се потрудил да накарам интегралната схема ТА2003 да „зазвучи” добре, тоест приемника изграден с нея да придобие по-добри технически данни.

    Тук искам да отбележа, независимо, че в първите две схеми избирателността по съседен канал за УКВ обхвата се осигуряваше само с един пиезокерамичен филтър, всъщност на печатната платка са предвидени два и това дава възможността между тях да се включи допълнително усилвателно стъпало. А ето на следващата снимка е последната схема с добавено усилвателно стъпало:


 

Архив [zip,pcb][458kb]

    Използвана литература във всички публикувани части на тази тема:

    1. www.alldatasheet.com: TA2003.pdf
    2. Сервисное руководство радиоприемника "ГЕОЛОГ-3"

Валери Терзиев
3 февруари 2013 година