Радиоприемник FM-AM върху шаси от "VEF"
/kn34pc.com/конструкции/...

Част I: Електрическа схема на хетеродинния преобразувател и АМ-ЧМ МЧ усилвател с ИС ТА7640/KIA6040
Част II: Механична преработка
Част III: Спрягане на променливите кондензатори. УКВ блок
Част IV: УКВ блок с интегрална схема S 042 P


Част I: Електрическа схема на хетеродинния преобразувател и АМ-ЧМ МЧ усилвател с ИС ТА7640/KIA6040

Отдавнашна беше идеята ми да реализирам радиоприемник с УКВ обхват върху шаси от популярния руски радиоприемник "ВЕФ". Започнах този проект с известна доза съмнение - мога ли да намеря подходящ по капацитет променлив кондензатор с УКВ секция. Затова реших първо да реализирам АМ частта и с нея да изпробвам два променливи кондензатори, които с успях да намеря последната година. Затова реших целия експеримент да го развия върху две отделни шасита от ВЕФ - едното само с АМ частта, а второто, което щеше да подлежи на механична преработка заради различната конструкция на новите променливи кондензатори.

В няколко статии преди тази, аз показах, че на базата на шасито от руския радиоприемник "ВЕФ" могат да се изградят различни схемни решения на любителски конструкции на радиоприемници, като се запази и използва бобинния превключващ блок и с това да се запазят основните честотни диапазони на оригиналния радиоприемник.

По същество, тази част от статията няма да се различава от тази идея, нито в използването на честотния преобразувател, но с един съществен елемент - наличието на ЧМ-МЧУ, което се осъществява чрез интегралната схема на TOSHIBA TA7640 или корейската KIA6040. Тя позволява изграждането на простичък радиоприемник, като съдържа всички необходими за целта стъпала. Но нас ни интересува единствено наличието на междинно-честотни усилватели за АМ и ЧМ. Разбира се и възможността за елктронно превключване на АМ-ЧМ.

В процеса на разработката съм използвал и други схемни решения, които съм публикувал и сега не би следвало да описвам отново, като например НЧУ с интегралната схема TDA2822M, двутранзисторния стабилизатор на 4,8V.

Но ето сега и основната принципна схема на която е изграден моят радиоприемник:

Както и в предишните конструкции и тук съм запазил честотния преобразувател на оригиналния радиоприемник "ВЕФ", реализиран с германиевите транзистори П423. Предварителното усилвателно стъпало с транзистора Т1 е въпрос на ваше желание. Аз съм го използвал или не в различни други схеми, за които споменах по-горе. В конкретната схема използването му не се е налагало.

Тук искам да отбележа, че в процеса на разработката електронният ключ за превключване на АМ-ЧМ не сработи. Причината беше, че в оригиналния datasheet файл базата на транзистора Т4 беше свързана директно към електронния ключ за превключване работата на интегралната схема АМ-ЧМ, което се осъществява чрез извод 2.

Но както казват хората, хубаво е човек да сподели мъката си, а аз я споделих с LZ2WSG, който като се загледа в параметрите на ИС забеляза, че напрежението на извод 2 е 1,5V и съвсем разбираемо прехода B-E на транзистора ще го шунтира, защото както знаем, той се отпушва при напрежение 0,7V. Той ми предложи да заменя транзистора с 2N7000 или подобен (N-Channel Enhancement Mode Field Effect Transistor), но естествено и аз се впрегнах да мисля - че защо да не стане така както го е предложил производителя и така добавих резистора R33 със стойност 2,2÷4,7kOhm, като проба направих дори със стойност 22k и схемата продължи да превключва безпроблемно. Така се наложи да коригирам горната принципна схема във вида, в който я виждате, а в базата на превключващия транзистор Т4 се появи резистора R33.

В интерес на истината, бях спрял този проект до ето това ниво, видно от следващите снимки:

Преди да се консултирам с LZ2WSG, просто седнах отново зад компютъра, "нарисувах" нова принципна схема с друга интегрална схема, в която електронния ключ не е свързан с променливотоковите входни вериги и реших да забравя за първия си проект. Дори направих и нова печатна платка (която днес получих)!. Но благодарение на този съвет не се стигна до безумно лепени на елементи на новата платка. Най-накрая вече си имам нов радиоприемник върху шаси от ВЕФ, реализиран с интегралната схема ТА7640, като отново повтарям, тя ми дава възможността да реализирам идеята за добавяне на УКВ обхват на този култов радиоприемник.

Но ето как изглежда завършена основната платка на тази конструкция:

Разбира се, че ще "стърчат жици" оттук оттам - платката е в режим на настройка на режимите на осцилаторния и смесителния транзистор. Подробности за тези настройки, за да не се повтарям, няма да давам, но само искам да отбележа, че те са свързани с получаване на съответните режими на работа на транзисторите.

Ако се загледате в принципната схема по-горе, ще забележите, че преобразувателя и интегралната схема са "развързани" по захранване, което е от стабилизатора за 4,8V (на схемата: 4,5V). Платката позволява ТА7640 да се захрани директно от батерийното захранване от 9V, но за да я предпазим от "изпушване" я свързваме чрез демпферен резистор, чиято стойност е така подбрана, че при захранване 9,5V (съвсем нови батерии) приложеното напрежение на извод 10 да бъде около 7,5V÷7,8V, тоест малко по-ниско от максимално допустимото работно напрежение на интегралната схема по каталог: 8V. В този случай отпада развързването по напрежение на честотния преобразувател и резистора R26 отпада, замества се с мостче, което е видно на печатната платка. Тук е мястото да отбележа, че на принципната схема коректните стойности на С18 и L3 са съответно 51 pF и 2,5 µH. Всъщност това са елементите на честотния дискриминатор. Аз съм използвал готова бобина с тяло от ЧМ частта на "СОКОЛ-308".

Естествено остана общия монтаж и настройките. До тук, аз не споменах нищо за УКВ блока, но ще разгледам в част II механичната преработка, която е основа за него. Разбира се, тази механична преработка трябваше да извърша на отделно шаси за да мога с настоящото да "свирна" готовата платка.

Така и направих. Ето на следващата снимка готовата конструкция:

Архив [zip,pcb][11kb]

Вижда се, че шасито не е от най-добрата си класа, но след 25 години, как ли другояче да изглежда. Важното е, че спазвайки режимите на хетеродина (най-вече) и смесителя радиоприемникът "тръгва" веднага и донастройките са само дребна занимавка, ноооо .... при използване на оригиналния променлив кондензатор.

А в някоя от следващите статии ще ви запозная с механичната преработка на "резервното" шаси, върху което ще монтирам новите променливи кондензатори и УКВ блокове.

***

Част II: Механична преработка

През последните години аз конструирах над десет радиоприемника върху шаси от култовия в близкото минало, а за някои хора: и сега, радиоприемник "ВЕФ" (12, 201, 202, 204, 206). Но за всички тези конструкции съм се стремял да запазя както оригиналния външен вид на приемника, така и неговата функционалност. Такава беше първоначалната задача и за този проект, който описвам.

Не мога да отрека, че винаги съм мечтал да имам този прочут радиоприемник ведно с УКВ обхват. И, уверявам ви, задачата никак не е лесна, особено защото целта е да се запазят неговите заводски обхвати: ДВ, СВ и шест разляти КВ обхвата, които за различните модификации са с различни КВ поддиапазони, които съм публикувал в таблица в серията си статии на тази тема.

Задачата става още по-сложна когато се замислим за подходящ променлив кондензатор, който както трябва да има същия капацитет за АМ обхватите (за да се запазят), така и УКВ секция за да може да се осъществи това начинание. Но още по-големия проблем е неговия физически размер за да се помести на същото място. Всъщност, именно това неудобство забави толкова дълго този проект. Доста се потрудих докато намеря подходящ променлив кондензатор. Но нищо, разбира се, не е идеално. Намерих кондензатор от стар радиоприемник SONY, но той беше твърде различен, което налагаше механична преработка, която в процеса на реализацията беше първата стъпка.

Другата неприятност беше, че едно завъртане на оста му беше 1,5 пъти спрямо оригиналния променлив кондензатор от "ВЕФ", което ме накара доста да се поразтърся докато намеря подходящо по диаметър вернерово устройство, така че скалата в разгърнат вид да запази дължината си от 140-145 мм.

Но ето, за да ви стане ясно, защо отдавам токова голямо значение на този елемент, ето сравнение на оригинала с моя избор:

На горната снимка се вижда механичното закрепване и вида на оригиналния променлив кондензатор на радиоприемник "ВЕФ", а на следващата снимка самият кондензатор заедно с монтажната планка:

От показаните снимки е очевидно, че би следвало да се съобразим с наличната механика и да преработим и напаснем детайлите по такъв начин, че новата механика с новия променлив кондензатор да се монтира на същото шаси. Но ето и този "нов" променлив кондензатор, който успях да намеря:

Очевидно е, че е твърде различен. Не е сигурно дали ще бъде подходящ. Проектът е с твърде несигурен изход.

Като за начало "изчистих" шасито от старата механика, като свалих първо предния панел на скалата, а след това и самата планка, на която беше монтиран оригиналния променлив кондензатор. Както се казва "неволята учи", така и се получи - наложи се да направя нова планка, но с малко повече разсъждения и съобразителност, я оразмерих и я направих от текстолит със съответните отвори за новия променлив кондензатор и получих блестящ резултат:

Този изглед е всъщност изцяло променената механика в сглобен вид. Остана единствено да извърша монтажа върху експерименталното шаси на същото място, откъдето свалих оригиналните елементи. А ето и тази промяна в механиката на следващите снимки:

А сега ви показвам със следващата снимка сравнение между "старата" и "новата" механична конструкция:

А ето как изглежда шасито на радиоприемника преди да започна същинската работа по реализацията на новия АМ-FM радиоприемник:

Архив [zip,pcb,pdf][1kb]

Разбира се, тази предварителна подготовка, която разказах, слага началото на конструкцията. В момента все още не знаем, дали капацитета на променливия кондензатор ще бъде подходящ. Но какво имам предвид? Както и в други преработки на руския радиоприемник съм споменавал, капацитета на оригиналния променлив кондензатор е 365 pF. За да стигна до настоящата конструкция, споменах в началото, че съм изминал дълъг път в търсене на подходящ променлив кондензатор. Но не намерих такъв с абсолютно същия капацитет. Показания на снимките променлив кондензатор от някакъв радиоприемник SONY е с капаците 350pF и, естествено, надеждата е, че с пренастройка или донастройка на съществуващия входен блок, ще постигна същите или подобни резултати или поне ще се доближа много до оригинала. Още от сега, по-малкия капацитет подсказва, че няма да успея да направя пълно покритие на поддиапазоните за къси вълни. Но изчисленията показват, че би следвало разликата да бъде не повече от 10%. На края, когато завърша електронния монтаж и започна настройките ще разбера дали съм прав. Но и друг път ми се е случвало подобен феномен и съм се справял - смяна на някои стойност на кондензаторите на КВ плочките от входния блок ще бъде едно добро начало.

Разбира се, естествено, най-добрият вариант е когато стойностите на оригиналния променлив кондензатор и заместителя съвпадат. Но все пак става въпрос за радиолюбителска конструкция, за която резервните части трудно се намират в 21-ри век.

По-простите и лесни настройки, каквито очаквам, ще видим в процеса на разработката като в Част I видяхме електрическата част на АМ частта, съдържаща хетеродин, смесител АМ МЧУ и ЧМ МЧУ изпълнени с интегрална схема на TOSHIBA TA7640 или корейският й аналог KIA6040.

***

Част III: Спрягане на променливите кондензатори. УКВ блок

След като реализирах АМ частта на радиоприемника на оригинално, непреработено шаси и с оригиналния променлив кондензатор, аз споменах в Част I, че преработката на шасито ще извърша с друго такова. За целта успях да намеря шаси, екструдирано с бяла пластмаса, което улеснява сравненията. Още с механичната му преработка подготвих заготовката за подмяна както на променливия кондензатор, така и за конструирането на УКВ блока. Избраният променлив кондензатор имаше изводи за печатен монтаж от секциите от двете си страни, което се оказа доста добро предимство. Така замислих печатната платка на УКВ блока върху променливия кондензатор.

Принципната схема на УКВ блока вече съм я публикувал, но за прегледност ще я покажа отново. Основен елемент в него е интегралната схема на RHOM BA4424. Избрах нея заради опростения монтаж, както и заради използването на FM трансформатор FMT2 без вторична намотка какъвто се използва с ИС ВА4412.

За още по-голямо опростяване на монтажа заместих входния лентов филтър с керамичен такъв, който намерих по интернет. Но ето с няколко снимки последователността в сглобяването на УКВ блока:

А ето и готовата конструкция:

И накрая: какви са резултатите? Оказа се, че моите съмнения за трудни настройки се оказаха верни. Все пак капацитета на новия променлив кондензатор е с цели 15-20 pF по-малък, което обуславя и по-малкия коефициент на покритие на диапазоните.

Така например на "прима виста" с пускане на схемата в действие, началната честота на диапазона за ДВ излезе на 150 kHz при 140 kHz в оригинала. Подобен беше и резултата с началната честота на диапазона на СВ, която се оказа на 530 kHz вместо 500 kHz каквато беше в оригинала. Но все пак аз бях предвидил тези разлики и естествено, както очаквах се наложи сериозна работа с донастройките на осцилаторните и входните кръгове.

Но в края на проекта, резултатът вече е ясен и удовлетворяващ. Все пак моята цел беше да проверя възможността за вграждане на АМ-FM радиоприемник върху шаси на "ВЕФ".

Тази задача се оказа изключително трудна и ако не намерите подходящ променлив кондензатор, по-добре не се захващайте. От опита при реализирането на тази конструкция, разбрах, че дори с разлика от 10 % в стойността на кондензатора, донастройките са изключителни трудни. И това е напълно обяснимо – аз използвах фабрично конструирания бобинен блок на радиоприемник "ВЕФ", към който трябваше да напасна моят приемник.

***

Част IV: УКВ блок с интегрална схема S 042 P

След като завърших проекта си, описан в предидущата поредица статии, реших да експериментирам и с друг променлив кондензатор, а именно от "ВЕФ-221". Особеност при него е различния капацитет на двете секции за АМ – съответно 330 pF и 380 pF. Но какво ме накара да търся други решения?

Както споменах няколкократно в предишните статии, променливия кондензатор от SONY беше с малко по-нисък капацитет, което изключително много затрудни донастройките. Кондензатора от "ВЕФ-221" предлага капацитет на едната секция, който е почти колкото оригинала, но това не означава, че ще се отърва от нови настройки. Но ако използвам точно тази секция за регулиране на честотата на хетеродина, поне няма да ми се налага да извършвам цялостна пренастройка на оригиналния бобинен блок.

След като вече бях направил основната планка за закрепване на променливите кондензатори, остана да монтирам на нея новоизбрания и ето какво се получи:

След като монтирах кондензатора върху планката, остана да завърша и монтажът на мястото на оригиналния променлив кондензатор от "ВЕФ":

Искам да отбележа, че дължината на променливия кондензатор позволява този монтаж. Разбира се, последната снимка не означава, че конструкцията е завършена. Следва да сваля отново променливия кондензатор и да започна изпълнението на една от най-важните части от проекта, а именно УКВ блока.

За разлика от предишните конструкции, за тази избрах реализиране на УКВ блок с интегрални схеми S 042 P и руската К237ХА5. Разработих съответно две печатни платки и ги изпратих за изработване в съответната платкаджийница. Но докато чаках производството се съсредоточих определено върху УКВ блок, реализиран с интегралната схема на SIEMENS S 042 P. Оказва се, че тя има предимства пред руската, които не са за пренебрегване:

    - работно напрежение: 4-15 V
    - консумиран ток: 1-1,5 mA при захранващо напрежение 4-4,5 V

Но най-важното предимство е, че честотата на хетеродина е изключително малко зависима от промяната на захранващото напрежение, за разлика от руската К237ХА5. Вече съм показвал принципната схема на УКВ блок, реализиран с ИС S 042 P, но настройките на честотите се извършваха с варикапи. Затова ви показвам отново тази схема, но преработена (разбира се със съответната печатна платка) за настройка с променлив кондензатор:

На показаната схема са включени някои елементи, като паралелно на С19 и С20 съм поставил тримери и кондензатори за донастройка, чрез които по-бързо и лесно УКВ блока може да се вмести при настройките в обхвата 87-108 MHz. Например: С9 и С17 не са предвидени на печатната платка. С23 и С 24 са с капацитет 4,7 pF, а С21 и С24 са с капацитет 5-25 pF. Към хетеродина е включен варикап, с който може да се осъществи автоматична донстройка на честотата му. Тази опция е допълнителна, но е много полезна особено при по-големи температурни разлики или ако през лятото оставите радиоприемника на директна слънчева светлина. Варикапът се управлява с напрежение от НЧ изхода на интегрална схема ТА7640 през резистор от 220 kΩ и развързваш кондензатор 100 nF. Тази опция се управлява с микроключе, което включва или изключва АДЧ по ваше желание или ако се налага.

А сега на следващите снимки ви показвам как изглежда УКВ блока, реализиран по схемата по-горе:

А ето и в тестов режим:

И накрая на следващите снимки се вижда монтажа на УКВ блика върху шасито. Кордата е оригиналната без промяна в размера.

Описаният УКВ блок може да се използва (с всички опции) за замяна на оригиналния УКВ блок на "ВЕФ" от сериите 214-217, 222, чиито фабрични УКВ блокове са на стария стандарт за Източна Европа OIRT 65,8-74 MHz. Дори може да го поставите в същата екранирана метална кутия. Ето как изглежда разглобен оригиналния УКВ блок, реализиран с руската интегрална схема К237ХА5:

Архив [zip,pcb,jpg][173kb]

К237ХА5, която се използва в оригиналния УКВ блок, няма вграден стабилизатор, като описания от мене по-горе, който съм реализира с минимум детайли чрез интегралната схема на SIEMENS S 042 P. Така, че ако някой реши да го използва, както съм показал на последните снимки трябва да осигури стабилизирано напрежение 4,5-5,0 V, както и да има предвид, че платката на оригинала е по-голяма от размера на променливия кондензатор, което изключително трудно решава задачата.

Нооо, който има желание, може да пробва.
 

Литература:
1. ИС TA7640AP [pdf][535kb]
2. ИС BA442 [zip,pdf][85kb]
3. ИС KIA6040P [zip,pdf][104kb]
4. ИС S042P [zip,pdf][84kb]

Валери Терзиев
6 март 2015 година, доп. 7 март 2015 година, доп. 9 март 2015 година,
доп. 16 март 2015 година, доп. 7 февруари 2022 година