УКВ FM приемник с электронной настройкой на микросхеме К174ХА34 (TDA7021). Сергей Вицан

Вся конструкция самодельного приёмника помещается на печатной плате, кроме переменных резисторов, антенны, динамика и источника питания. В качестве корпуса был применена коробка из под головы автомобильного магнитофона фирмы «JRC», так как она чуть больше ее аналогов в длину - примерно на сантиметр и чуть глубже, что нам и нужно. Рисунок печатной платы в формате тут.

FM приемник принимает весь диапазон от 88 до 108Мгц. Мне удалось настроить его на семь радиостанций, которые переключаются при плавном вращении переменного резистора «НАСТРОЙКА», но из семи радио станций лишь пять имеют хорошее качество, что тем не менее очень неплохо для такой простой схемы, особенно если учесть, что станция находится на расстоянии более 80 километров.

Приемник очень громкий, а особенно качественный звук получается при подключении больших внешних колонок. Если вас не устраиваетя схема усилителя, то микросхему УНЧ можно заменить на любую другую или вообще убрать, если будете слушать радио через наушники. Антенной служит отрезок метрового провода, но лучше к схеме добавить маленький антенный усилитель, называется УВЧ (усилитель высокой частоты).

Сопротивление резистора «ГРОМКОСТЬ» необязательно должно быть 33ком, можно любое в пределах 10-47ком. Катушки: катушка L1 - бескаркасная, 8 витков, наматывается на оправе 3мм проводом ПЭЛ 0,55мм. Ей и настраивается FM приемник. L2 - входной контур, наматывается тем же проводом, на тот же диаметр, только имеет 13 витков.

При настойке приемника необходимо растягивать или сжимать катушку L1 до тех пор, пока не поймаете весь фм диапазон. Но не спешите растягивать ее. Вначале попробуйте поймать стации полностью сжатой катушкой, как в моем случае. Например мне не пришлось настраивать её совсем.

Питанием FM радиоприёмника может служить обыкновенный китайский блок питания стационарного телефона либо другой аналогичный, с током от 0,05А (в варианте без УНЧ) или 1А (с микросхемой TDA2003). Транзистор кт315 можно заменить любым аналогичным. При сборке схемы без ошибок, приемник начинает работать сразу.

В связи с большим количеством музыкальных радиостанций в УКВ- диапазонах у радиолюбителей пользуются популярностью схемы мало­габаритных УКВ-радиоприемников. Такой приемник, особенно изготов­ленный своими руками, всегда приятно взять с собой на прогулку или в поездку.

В журналах "Радиолюбитель" и "Радио" в последние годы напечата­но немало схем таких радиоприемников. Практически все они являются вариантами включения популярных микросхем К174ХА34 и К174ХА42.

Однако этим микросхемам свойственны определенные недостат­ки, обусловленные низкой ПЧ, неустойчивая работа на верхних грани­цах FM-диапазона, склонность к самовозбуждению. Необходимость при­менения внешнего усилителя НЧ увеличивает массогабаритные показа­тели и потребляемый ток.

За рубежом существует большой класс однокристальных радио­приемников, например U251 OB, KA22425D, СХА1019М, СХА1191, описа­ния которых мне не встречались в журналах. Микросхема U251ОВ фир­мы Telefunken – представитель малоизвестного широким слоям радио­любителей класса однокристальных УКВ-радиоприемников. В отличие от известных микросхем К174ХА34 и К174ХА42, данная микросхема обладает рядом преимуществ. Лучшее качество звука и отсутствие спе­цифических помех , обусловлено стандартной ПЧ 10,7 МГц. Высо­кую чувствительность обеспечивает УРЧ с перестраиваемым резонанс­ным контуром. Достоинствами микросхемы являются наличие усилите­ля звуковой частоты, электронных регуляторов громкости и тембра ВЧ, индикатораточной настройки, широкий диапазон питающего напряже­ния и небольшой потребляемый ток.

Технические характеристики

Диапазон принимаемых частот, МГц…………………………… 64.. .108

Чувствительность не хуже, мкВ………………………………………….. 5

Номинальная выходная мощность на нагрузке 8 Ом, Вт …0,1 Ток покоя, мА 10

Работоспособность приемника сохраняется при снижении питаю­щего напряжения до 1,8 В, максимальное напряжение питания – 9 В.

Микросхема U251OB изготавливается в корпусе с 28-ю выводами. Шаг между выводами – 1,75 мм.

Принципиальная схема приемника приведена на рис. 1. Принятые антенной сигналы радиостанций поступают на вход усилителя радиоча­стоты (вывод 12 DA1). Нагрузкой этого УРЧ служит перестраиваемый

колебательный контур L3, С13.2, С14. Сигнал с него подается на сме­ситель в составе микросхемы. На него же поступает напряжение гетеродина, контуром которого являются L2, С13.1, С12. Опорное напряжение 2,4 В с внутреннего стабилизатора подается на вывод 8 микросхемы. Применение КПЕ в малогабаритных приемниках с низ­ковольтным питанием, как считает автор, предпочтительнее приме­нения настройки на варикапах. С КПЕ удается перекрыть весь диа­пазон 64… 108 МГц без дополнительных катушек и элементов ком­мутации, а также сохраняется стабильная, настройка на радиостан­цию до глубокого разряда батареек. Тем же, кто захочет ввести в приемник настройку на варикапах, рекомендую обратиться к , где рассмотрены различные варианты включения контуров. Сигнал ПЧ 10,7 МГц с вывода 14 микросхемы выделяется на нагрузке смесите­ля резисторе R5, фильтруется пьезокерамическим фильтром ZQ1 и поступает на вывод 17 (вход усилителя-ограничителя промежуточ­ной частоты). Для детектирования частотно-модулированных коле­баний используется фазовый детектор микросхемы. Его фазосдви- гающая цепь L1, СЗ, С4, настроенная на частоту 10,7 МГц, подклю­чается к выводу 2. С выхода демодулятора (вывод 23) через конден­сатор С8 сигнал поступает на вход усилителя звуковой частоты. Кон­денсатор С9 компенсирует предискажения звукового сигнала, вво­димые на передающей стороне для повышения отношения сигнал- шум. Резистором R2 регулируется уровень громкости, а резисто­ром R4 – уровень высоких частот в звуковом сигнале. Усиленный звуковой сигнал подается на вывод 27, к которому через конденсатор С2 подключена динамическая головка ВА1 мощностью 0,25… 1 Вт. К выводу 1 подключена цепочка R1С1, а к выводу.З -конденсатор С6 обратной связи усилителя 34. К выводу 6 подключен конденсатор СЮ системы АПЧГ. Его емкость должна быть в пределах 2,7.. .4,7 пФ, в противном случае нарушится работа системы автоподстройки час­тоты. Вывод 15 – вход сигнала переключения диапазона АМ-ЧМ. Не­обходимо отметить, что микросхема U2510B позволяет реализовать приемник амплитудно-модулированных сигналов (ДВ, СВ, KB) со значением промежуточной частоты 455 или 465 кГц. Для этого необ­ходимо замкнуть вывод 15 на общий провод, а к выводам 5, 10, 16 микросхемы подключить соответствующие контура . При точной настройке на радиостанцию загорается светодиод VD1, подключен­ный к выводу 19. Если в процессе настройки приемника необходимо будет отключить систему АПЧГ, то достаточно соединить вывод 22 с общим проводом. К выводу 25 подключен конденсатор С5 фильтра питания. В качестве конденсатора С13 можно применить четырех- секционный КПЕ от китайской магнитолы, причем используются те секции, которые применяются для настройки в диапазонах СВ и КВ. В таких блоках КПЕ сверху расположены четыре подстроечных кон­денсатора, по одному на каждую секцию. Ориентировочно пределы изменения емкостей этих секций составляют 3…200 пФ. Это позво­ляет перекрыть весь необходимый диапазон принимаемых частот без дополнительных переключений.

Резистор R2 – любого типа с обратнологарифмической харак­теристикой изменения сопротивления (группа В). Сопротивление его может находиться в пределах 22… 100 кОм. Резистор R4 – любого типа группы А, сопротивление его может находиться в пределах 4,7…33 кОм. Пьезокерамический фильтр ZQ1 – стандартный, типа ФП1П6-1.2 или импортный на частоту 10,7 МГц.

Микросхема U2510B имеет практически полные аналоги – СХА1019М и СХА1191М фирмы SONY . Различие заключается в отсутствии у последних цепочки R1C1 (вывод 1 соединен с общим проводом) и регулятора тембра ВЧ (вывод 18 остается свободным).

Катушка L1 намотана на стандартном каркасе диаметром 6 мм с подстроенным сердечником из феррита и содержит 10 витков про­вода ПЭЛ-0,16. Катушку необходимо экранировать. Катушки L2 и L3 – бескаркасные с внутренним диаметром 4 мм, намотаны проводом ПЭЛ-0,5. Катушка L2 имеет 6 витков, L3 – 7 витков.

При разработке печатной платы элементы контуров гетеродина и усилителя РЧ необходимо располагать как можно ближе к соответ­ствующим выводам микросхемы. Дорожки, которые их соединяют, необходимо делать по возможности короче и шириной не менее 2 мм.

Если монтаж выполнен без ошибок и применены исправные эле­менты, то при включении источника питания в динамической головке должен появиться характерный шум, громкость которого должна ре­гулироваться резистором R2 Подключив антенну, приемник настраи­вают на какую-либо радиостанцию. Вращая сердечник катушки L1, добиваются максимальной громкости звука принимаемой радиостан­ции при отсутствии искажений. Растягивая или сжимая витки гете­родинной катушки L2, а также вращая ротор подстроенного конден­сатора (на схеме не показан), расположенного на КПЕ С13.1, произ­водят укладку диапазона в необходимых границах. Далее настраива­ют приемник на слабую радиостанцию, проводят настройку резонанс­ного контура УРЧ. Вращая ротор соответствующего подстроенного конденсатора на КПЕ С13.2, добиваются максимальной громкости и минимума шумов. В заключение выполняется окончательное сопря­жение контуров. К выводу 23 нужно подключить вольтметр и, под­страивая контур УРЧ, добиться максимального показания при при­еме радиостанции.

Литература

1. Поляков В. О работе приемника на микросхеме К174ХА34 // Радио. 1999. №9. С. 19.

2. Полятыкин П. УКВ-приемник на микросхеме К174ХА42А // Радио. 1999. №6. С. 20.

3. Герасимов Н. Двухдиапазонный УКВ-приемник// Радио. 1999. №8. С. 6.

4. Даниленко Б. Отечественные и зарубежные усилители, ра­диоприемники. Минск: Беларусь, 2000.

5. Микросхемы для аудио- и радиоаппаратуры. Справочник. М.: ДОДЭКА, 1997.

Приветствую! В этом обзоре хочу рассказать про миниатюрный модуль приемника, работающий в диапазоне УКВ (FM) на частоте от 64 до 108 МГц. На одном из профильных ресурсов интернета попалась картинка этого модуля, мне стало любопытно изучить его и протестировать.

К радиоприемникам испытываю особый трепет, люблю собирать их еще со школы. Были схемы из журнала «Радио», были и просто конструкторы. Всякий раз хотелось собрать приемник лучше и меньше размерами. Последнее, что собирал, - конструкция на микросхеме К174ХА34. Тогда это казалось очень «крутым», когда в середине 90-х впервые увидел работающую схему в радиомагазине, был под впечатлением)) Однако прогресс идет вперед, и сегодня можно купить героя нашего обзора за «три копейки». Давайте его рассмотрим поближе.

Вид сверху.

Вид снизу.

Для масштаба рядом с монетой.

Сам модуль построен на микросхеме AR1310. Точного даташита на неё найти не смог, по всей видимости произведена в Китае и её точное функциональное устройство не известно. В интернете попадаются лишь схемы включения. Поиск через гугл выдает информацию: " Это высокоинтегрированный, однокристальный, стерео FM радиоприемник. AR1310 поддерживает частотный диапазон FM 64-108 МГц, чип включает в себя все функции FM радио: малошумящий усилитель, смеситель, генератор и стабилизатор с низким падением. Требует минимум внешних компонентов. Имеет хорошее качество аудиосигнала и отличное качество приема. AR1310 не требует управляющих микроконтроллеров и никакого дополнительного программного обеспечения, кроме 5 кнопок. Рабочее напряжение 2.2 В до 3.6 В. потребление 15 мА, в спящем режиме 16 uA ".

Описание и технические характеристики AR1310
- Прием частот FM диапазон 64 -108 МГц
- Низкое энергопотребление 15 мА, в спящем режиме 16 uA
- Поддержка четырех диапазонов настройки
- Использование недорогого кварцевого резонатора 32.768KHz.
- Встроенная двусторонняя функция автоматического поиска
- Поддержка электронного регулятора громкости
- Поддержка стерео или моно режима (при замыкании 4 и 5 контакта отключается стерео режим)
- Встроенный усилитель для наушников 32 Ом класса AB
- Не требует управляющих микроконтроллеров
- Рабочее напряжение 2.2 В до 3.6 В
- В корпусе SOP16

Распиновка и габаритные размеры модуля.

Распиновка микросхемы AR1310.

Схема включения, взятая из интернета.

Так я составил схему подключения модуля.

Как видно, принцип проще некуда. Вам понадобится: 5 тактовых кнопок, разъем для наушников и два резистора по 100К. Конденсатор С1 можно поставить 100 нФ, можно 10 мкФ, а можно вообще не ставить. Емкости C2 и С3 от 10 до 470 мкФ. В качестве антенны - кусок провода (я взял МГТФ длиной 10 см, т.к. передающая вышка у меня в соседнем дворе). В идеальном случае можно рассчитать длину провода, например на 100 МГц, взяв четверть волны или одну восьмую. Для одной восьмой это будет 37 см.
По схеме хочу сделать замечание. AR1310 может работать в разных диапазонах (видимо, для более быстрого поиска станций). Выбирается это комбинацией 14 и 15 ножки микросхемы, подключая их к земле или питанию. В нашем случае обе ножки сидят на VCC.

Приступим к сборке. Первое, с чем столкнулся, - нестандартный межвыводной шаг модуля. Он составляет 2 мм, и засунуть его в стандартную макетку не получится. Но не беда, взяв кусочки провода, просто напаял их в виде ножек.


Выглядит неплохо)) Вместо макетной платы решил использовать кусок текстолита, собрав обычную «летучку». В итоге получилась вот такая плата. Габариты можно существенно уменьшить, применив тот же ЛУТ и компоненты меньшего размера. Но других деталей у меня не нашлось, тем более что это тестовый стенд, для обкатки.

Подав питание, нажимаем кнопку включения. Радиоприемник сразу заработал, без какой-либо отладки. Понравилось то, что поиск станций работает почти мгновенно (особенно если их много в диапазоне). Переход с одной станции на другую около 1 с. Уровень громкости очень высокий, на максимуме слушать неприятно. После выключения кнопкой (спящий режим), запоминает последнюю станцию (если полностью не отключать питание).
Тестирование качества звука (на слух) проводил наушниками Creative (32 Ом) типа «капли» и наушниками «вакуумного» типа Philips (17,5 Ом). И в тех, и в других качество звука мне понравилось. Нет писклявости, достаточное количество низких частот. Меломан из меня никудышный, но звук усилителя этой микросхемы приятно порадовал. В Филипсах максимальную громкость так и не смог выкрутить, уровень звукового давления до боли.
Так же измерил ток потребления в спящем режиме 16 мкА и в рабочем 16,9 мА (без подключения наушников).

При подключении нагрузки в 32 Ома, ток составил 65,2 мА, при нагрузке в 17,5 Ома - 97,3 мА.

В заключение скажу, что данный модуль радиоприемника вполне годен для бытового применения. Собрать готовое радио сможет даже школьник. Из «минусов» (скорей даже не минусы, а особенности) отмечу нестандартный межвыводной шаг платы и отсутствие дисплея для отображения информации.

Измерил ток потребления (при напряжении 3,3 В), как видим, результат очевиден. При нагрузке 32 Ом - 17,6 мА, при 17,5 Ом - 18,6 мА. Вот это совсем другое дело!!! Ток немного менялся в зависимости от уровня громкости (в пределах 2 - 3 мА). Схему в обзоре подправил.