\главная\начинающему\...

КВ приемник мирового уровня –это очень просто

ГЛАВА 9. Что же такое действительно современный радиоприемник?

“Спец”: Заходите друзья!.. Я помню, Незнайкин, твою просьбу! А потому сегодня мы поговорим ИМЕННО на тему о современных реальных высококлассных радиоприемниках!

“А”: Я тоже с удовольствием послушаю!

“С”: Это тем более важно, дорогой Аматор, что именно после сегодняшней беседы мы сможем окончательно решить интересующий нас вопрос!

“Н”: Если не секрет — какой?

“А”: Торопись медленно, Незнайкин! Узнаешь еще!

“С”: Итак, начинаем разговор о конкретных приемниках... В 1975 году знаменитая на весь мир и тогда, и ныне, японская фирма SONY выпускает всеволновый переносный приемник “CRF — 230”. Все схемные и конструктивные решения в нем были направлены на достижение максимально возможных электрических параметров и различных потребительских удобств. Вот его структурная схема (рис. 9.1).

“А”: Это полная схема “CRF — 230”?

“С”: Нет, только упрощенная структурная схема КВ-тракта! Подобный же тракт, но для ЧМ (частотной модуляции) имеет диапазон УКВ! Который мы здесь не приводим, чтобы не загромождать рисунок. Нет здесь и структурной! схемы СВ—ДВ-блоков. Подобную же структурную схему имел и всеволновый приемник немецкой! фирмы GRUNDIG типа “Satellit-6001”. ВЧ-блок этого приемника позволял принять любую станцию в диапазоне\ частот от 5 до 30 МГц, не пропустив ни одной! И в этой модели использовался принцип, двойного преобразования частоты. В последующие годил использование двойного преобразования частоты стало обязательным не только для “самых-самых” приемников, но прочно внедрилось в схемы значительно более дешевых, так сказать “демократических” моделей! Но в приемнике “Satellit — 6001” первая промежуточная частота равна всего 1,85 МГц. За это пришлось заплатить тем, что ослабление зеркального канала в диапазоне КВна частоте 27 МГц в этом приемнике составило всего ... 40дБ!

“А”: Напомните, какое значение ослабления соответствует обычным, одно-гетеродинным суперам?

“С”: Напоминаю... На частоте 12 МГц ослабление по “зеркалке” составляет величину 28 — 34 дБ!

“Н”: А то новенького предложили мировые фирмы в восьмидесятые годы?

“С”: В конце 80-х упомянутая уже фирма SONY предложила новые технические и конструктивные решения, позволившие взглянуть на приемники совершенно по-новому! Это касается, например, БЛОЧНЫХ радиоприемников. Концепция фирмы заключалась в том, что можно даже в малогабаритной аппаратуре обеспечить такие параметры, что прием самых слабых сигналов буквально с “края света” будет вполне реальным делом! А вот и подтверждение. Приемник фирмы SONY типа “ICF — SW1S”! Его размер — коробка из-под компакт-кассет для магнитофона...

“А”: Видеомагнитофона?

“С”: Представь себе, самого что ни на есть — АУДИО! И вот надо же!... Мало того, что эта “кроха” представляет собой всеволновый приемник! Его система настройки на станцию в любом диапазоне длин волн является ЧЕТЫРЕХВАРИАНТНОЙ!

“А”: Приехали... Это как же понимать? Какие еще четыре варианта?

“С”: Ну, первые два способа знают все. Это — “классическое” вращение ручки настройки, а также и фиксированная настройка на несколько заранее выбранных станций. При этом традиционно применяемая в приемниках “аналоговая” шкала с верньерным устройством заменена жидкокристаллическим дисплеем, на котором индицируется частота принимаемого сигнала, а вместо подстроечных элементов фиксированных настроек предусмотрена электронная память.

“Н”: А еще два вида настройки?

“С”: Вообще, если известна частота передающей станции, то настроиться на нее можно не только “классическим” способом. “ICF — SW1S” снабжен, клавиатурой, подобной кнопочным телефонам. Набрав частоту той или иной станции, оператор—слушатель почти мгновенно “ловит” ее. И, наконец, автоматическая настройка. В этом случае приемник “сам” ведет поиск станции по диапазону. Процесс сканирования прерывается, как только обнаруживается станция. Нажатием кнопки слушатель фиксирует частоту приема.

“А”: Не могу себе представить, куда можно поместить конденсатор переменной емкости в таком “малыше”?

“С”: Да никуда! Нет там его и никогда не было, смею тебя уверить! Да и гетеродин в приемничке из хитрых — хитрый! Японцы в приемнике весом всего ... 230 грамм в качестве гетеродина используют... синтезатор частоты!

“Н”: А что это такое?

“А”: Прав был “товарищ Сухов”, когда утверждал, что “Восток — дело тонкое, Петруха!”

“С”: Еще бы не прав!... Относительно принципа синтеза частоты мы еще побеседуем! Но та же фирма SONY больше всего гордилась в конце 80-х даже не этой удивительной “крохой”!..

“А”: Вы меня просто морально убиваете, уважаемый Спец!

“С”: ...Гордостью специалистов фирмы являлся радиоприемник “CRF — V21”. Его возможности до сих пор поражают специалистов! “CRF — V21” способен (кроме всего прочего), принимать со спутника метеотелеметрию и распечатывать карту погоды с помощью малогабаритного встроенного принтера. Но система индикации и настройки представляет особый интерес. Великолепный по своим параметрам синтезатор частоты гарантирует точность настройки, а следовательно и необходимую для этого стабильность частоты плюс—минус 10 Гц! И в ручном, и в автоматическом режимах! На жидкокристаллическом экране, играющем не последнюю роль в этом приемнике, отображается, если это необходимо... СПЕКТР любого участка диапазона, по которому легко узнать, на каких частотах в настоящий момент ведется работа радиостанций. В памяти приемника содержится информация о частотах и времени выхода в эфир 350 радиостанций! Для ориентировки в них, опять-таки применяется ЖК-экран.

“А”: Они что, выводятся на экран, как в компьютере?

“С”: Да еще в виде многостраничного списка, в котором есть информация о порядковом номере настройки, название станции, ее частота и даже режим приема!

“Н”: Что значит “режим приема”?

“С”: Нормальный, спутниковый или с распечаткой телеметрии! Кроме того, визуально можно определить, какие из занесенных в память станций в данный момент слышны “хорошо”, а какие — “плохо”! Я просто не хочу переутомлять свои голосовые связки, перечисляя прочие многочисленные достоинства этого приемника!

“А”: Но это всеволновый приемник?

“С”: Суди сам!... Его диапазон принимаемых частот: AM - 9-29,99999 МГц; УКВ ЧМ - 76-108 МГц. А масса его составляет не более 9,5 кг.

“А”: ...Хватит, не надо больше! А сколько же может стоить подобное “чудо”?

“С”: Мал золотник, да дорог!.. В конце 80-х его цена была около 15000 долларов! И, насколько мне известно, она мало изменилась с тех пор! Дело в том, что этот приемник полюбили военные, профессионалы, обеспеченные радиолюбители, богатые владельцы собственных яхт...А также администраторы — руководители экспедиций. Поэтому сбавлять цену на “CRF — V21” необязательно! Кроме того, приемник просто стоит этих денег!

“А”: И подобные приемники создают только японские фирмы?

“С”: Сам посуди... Американская фирма ROCKWELL INTERNATIONAL Corp. вышла на рынок специальной и военной аппаратуры со своим приемником, получившим обозначение “HF — 2050”. В нем вообще использована обработка ПЧ-сигналов цифровым способом! Военные США и Канады немедленно заинтересовались этой моделью, которая стоит более 6000 долларов. Представители фирмы заявили, что классические для промежуточной частоты функции преобразования и фильтрации реализуются в зависимости от заказываемого варианта исполнения ЧЕТЫРЬМЯ или ПЯТЬЮ специализированными микропроцессорами! Операции выполняются над сигналами в цифровой форме, полученными с АЦП (аналого-цифрового преобразователя), преобразующего в цифровую форму трехмегагерцовой сигнал промежуточной частоты со скоростью ДВЕНАДЦАТЬ МИЛЛИОНОВ ОТСЧЕТОВ в секунду! Кстати, в схеме радиоприемника используется немногим более 2000 компонентов.

“Н”: А еще примеры подобного рода у Вас имеются?

“С”: Почему нет? Любой коротковолновый приемник должен, если говорить по существу, решать исключительно сложную задачу. Выделять нужный сигнал среди мешающих сигналов, которые порой в МИЛЛИОН раз превосходят его по уровню! Поэтому не только в Японии и США, но и в стране “мистера Пиквика” и “ШерлокаХолмса” тоже занимаются высококачественными радиоприемниками! Так в графстве Беркшир, в известнейшей фирме RACAL создали и в конце 80-х запустили в серию две модели профессиональных коротковолновых радиоприемников: “RA — 1792” и “RA — 6790”, предназначенных, соответственно, для европейского и американского рынков. Характерная особенность этих моделей — применение микропроцессоров и жидкокристаллических индикаторов.

“А”: Индикаторы только фиксируют частоту приема или у них есть и иные функции?

“С”: У них есть и иные функции, совершенно верно замечено... Такие, например, как ввод с клавиатуры и хранение предварительно заданных значений частот, характеристик режимов и параметров цепи АРУ; самоконтроль; дистанционное управление и работу по командам от других приемников! А также цифровой синтез частот и выбор фильтров.

“А”: А использование принципа “преобразования вверх” имеет место в этих приемниках?

“С”: Обязательно! Значение первой промежуточной частоты — 40,455 МГц! В качестве гетеродина используется синтезатор. Его стандартный шаг частоты в модели 1792 — 10 Гц и 1 Гц. А в модели 6790 — только 1 Гц! 

Мне еще хотелось бы отметить вот что. Вместо обычного переключателя, задающего быструю или медленную скорость перестройки частоты, в приемниках использована оптическая система контроля положения оси, вращаемой ручкой настройки. Но в этих КВ-приемниках есть возможности, о которых ранее слышать не приходилось. Например, в определенных случаях потребовалось последовательное подключение фильтров ПЧ ... не в обычном порядке!

“А”: Один момент!... Получается, что приемники фирмы RACAL используют какие-то принципы автоматического варьирования структурной схемой?

“С”: Да, дополнительная подпрограмма может настроить приемник на внутренний сигнал известной частоты, после чего микропроцессор производит анализ характеристик КАЖДОГО фильтра в полосе пропускания и запоминает эту информацию! Следовательно, сами фильтры на плате могут быть установлены в ПРОИЗВОЛЬНОМ ПОРЯДКЕ и тем не менее допустим их последовательный выбор с передней панели! Высокая линейность и широкий динамический диапазон входных ВЧ каскадов предотвращает модуляцию слабого принимаемого сигнала мощной помехой!

“А”: А есть ли какая-нибудь информация о ВЧ-тракте?

“С”: Известно, что в этих приемниках использован балансный ключевой смеситель, который обеспечивает линейное переключение при уровне входных сигналов до сотен милливольт и требует напряжения от гетеродина'в несколько вольт!

“А”: Все вышесказанное характерно для радиовещательных и специальных приемников в одинаковой степени?

“С”: Во всяком случае, в последние 10—15 лет наметилась и развивается тенденция приближения параметров радиовещательных приемников высокого класса к специализированным профессиональным.

“А”: Остался, как я понимаю, только один туманный вопрос. А именно — что представляет собой СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТЫ?

“С”: Ну, что такое собственно синтезатор частоты мы сейчас выясним... В тех случаях, когда в приемниках требуется исключительно стабильный, но в то же время перестраиваемый в широком диапазоне гетеродин, создание высококачественного ГПД (генератора плавного диапазона) является технической проблемой! По этой причине задача решается путем формирования дискретного множества частот, как говорят в вузовских учебниках по радиотехнике, КОГЕРЕНТНЫХ С ЧАСТОТОЙ ОДНОГО ВЫСОКОСТАБИЛЬНОГО ОПОРНОГО КОЛЕБАНИЯ! При разработке гетеродинов на основе синтезаторов частот используется цифровой метод формирования и стабилизации сеток частот.

“А”: Что может представлять собой структурная схема цифрового синтезатора частот?

“С”:.Перед вами, мои юные друзья, упрощенная структурная схема цифрового синтезатора частоты (рис. 9.2).

Работа синтезатора частоты осуществляется следующим образом. Частота опорного кварцевого генератора ОГ понижается в цифровом делителе ЦД1 до частоты f_on и подается на фазовый детектор ФД. На другой его вход подводится напряжение от управляемого генератора УГ, частота которого, понижается в цифровом делителе ЦД2 в К_цл2 раз! Переменный коэффициент деления К_цл2 определяется управляющим напряжением U_уnp. Выходное напряжение ФД после ФНЧ подается на управляющий элемент УЭ, который стабилизирует частоту УГ. Должен сказать, что есть достаточно большое количество схем СЧ. Ведущие в техническом отношении страны .наладили выпуск синтезаторов частоты в виде интегральных схем, сочетающих в себе все необходимые функции.

“А”: А у нас, если я верно понял, есть только один выход — клепать СЧ из дискретных деталей?

“С”: Ты недалек от истины, или, как сказал бы Васисуалий Лоханкин, от “сермяжной правды жизни”!

“Н”: А какую-нибудь конкретную реализацию СЧ Вы могли бы привести?

“С”: Ты полагаешь, что тебе от этого станет легче? Тогда учти следующее обстоятельство. Несмотря на то, что к настоящему времени предложено множество схем прямого и косвенного синтеза частот, тем не менее большинство из них не обеспечивает необходимые шумовые и спектральные параметры гетеродина. Те же, которые обеспечивают, базируются на использовании дефицитных иностранных микросхем! Но все же одну структурную схему синтезатора, которая используется в ряде промышленных конструкций, я приведу.

“Н”: А этот синтезатор годится для приемников с “преобразованием вверх”?

“С”: А как же иначе? Изображенный ниже синтезатор, предназначен для перекрытия тридцати сегментов шириной 1 МГц в диапазоне 45,5 -^ 75,5 МГц, при первой ПЧ равной 45,5 МГц! Такой синтезатор использован, например, в КВ-приемнике, разработанном RC2AM (рис. 9.3).

В этом синтезаторе используется кварцевый генератор на 46 МГц, плавный гетеродин, перекрывающий диапазоны 6,5 — 5,5 МГц, атакже ГУН (генератор управляемый напряжением), работающий в диапазоне 45,5 — 75,5 МГц. Сигнал ГПД смешивается с сигналом 46 МГц, в результате чего выделяется полоса частот 39,5 — 40,5 МГц, которая, смешиваясь с частотой ГУН, дает частоту, лежащую в диапазоне 6 — 35 МГц. Устанавливая коэффициент деления делителя частоты в пределах от 6 до 35, добиваются, чтобы при работе генератора, управляемого напряжением, в нужном диапазоне частота сигнала на выходе делителя была 1 МГц, на которой и происходит захват и удержание частоты петлей фазовой автоподстройки, включающей фазовый детектор и интегратор. На второй вход ФД подается опорный сигнал 1 МГц!

“А”: Но ведь изготовить подобный синтезатор в домашних условиях — это гигантский труд!

“С” Совершенно верно! И я даже сказал бы — Сизифов труд! Поскольку шумовые характеристики этого синтезатора все равно оставляют желать лучшего!

“Н”: Так получается, не изготовив высококачественного синтезатора, мы не смогли бы построить приемник с преобразованием “вверх”?!

“С”: Выше головы, парни! Все вовсе не так плохо! Пока на рынках появятся доступные синтезаторы частоты в интегральном исполнении, высококачественные ГПД еще послужат верой и правдой, в том числе и в приемниках с преобразованием “вверх”! Тем более, что шумовые характеристики гетеродинов на основе ГПД — существенно лучше, а схемы — значительно проще!

“Н”: Я лично очень благодарен Вам и Аматору, что имел возможность получить достаточно четкое представление о структурных схемах и особенностях современных радиовещательных приемников KB диапазона. Но остался один неясный для меня вопрос...

“А”: Интересно, какой именно?

“Н”: Почему вы так много внимания и времени уделили ИМЕННО ЭТОЙ ТЕМЕ?

“А”: А ты что, до сих пор не догадался? Или желаешь, чтобы точки над “i” расставил я?...

“Н”: Логичное заключение...

“А”: Ну что же... Весь наш цикл бесед, в некоторых из которых принимал участие и ты, был посвящен, в сущности, только одному — обсуждению структурной схемы коротковолнового переносного радиоприемника, ПОСТРОЙКУ КОТОРОГО МЫ ВСКОРЕ И НАЧНЕМ!

“Н”: Вы — это значит Спец и ты, Аматор?

“А”: Не совсем!...-Мы с тобой, дружище Незнайкин! Ты что, не веришь в свои творческие силы?

“С”: Дорогой Незнайкин!... В дни моей юности был очень популярен кинофильм “Последний дюйм”! Так вот там один из персонажей фильма пилот Бен утверждал: “Сынок, в жизни можно сделать все, если не надорваться!...” Поэтому, чтобы избежать подобной неприятности, как мне кажется, задело лучше взяться вдвоем!

“А”: Вопросы, предложения, возражения и прочее имеются?

“Н”: Да меня эта идея, откровенно говоря, захватила уже давно! Я просто признаваться не хотел!... И все — таки... А получится?... Как Вы полагаете, уважаемый Спец?

“С”: Дорогие друзья! Постройка подобного приемника преследует сразу несколько целей! Поэтому с полным на то основанием можно утверждать, что это — многоцелевая задача! Первое — в процессе постройки и отладки подобного приемника, знания и навыки, которые при этом приобретаются, в любом случае подготавливают человека к дальнейшей работе в интереснейшей области практической электроники! А люди, имеющие подобные навыки, без работы не останутся! Во-вторых, давайте вспомним, например, что говорил Михаил Сергеич Горбачев в своем интервью после окончания Великого Форосского заточения?

“А”: Это когда он заявил, что единственным источником информации для него была, вещающая на KB, станция “Радио Свобода”?

“С”: В точности так! Друзья мои, хороший КВ-приемник ВСЕГДА обеспечит вам возможность прорыва “информационной блокады”! Независимо оттого, находитесь ли вы на Форосе, или в иной географической точке нашей многострадальной...

“А”: Но ведь сейчас не глушат!?...

“С”: А какими словами заканчивается вторая книга А. Дюма о похождениях трех мушкетеров?...

“А”: Помнится, словами д'Артаньяна?!...

“С”: И это верно!... Д'Артаньян произносит мудрую фразу: “...отведите мне комнату в бельэтаже. Я теперь капитан мушкетеров! Но ... оставьте за мной и чердак! Никогда не знаешь, что может случиться в жизни!”

“А”: Убедительно! И даже очень!..

“С”: Естественно, гениальный писатель!... Ну и в-третьих! Конечно, имея, например, ну совершенно лишние доллары, которые просто непонятно куда девать, вы можете, походив по маркетам, приобрести японский или голландский КВ-приемник высокого класса, который будет ублажать ваш глаз, слух и чувство собственного достоинства!... Кроме всего прочего, это обеспечит вам возможность “ловить” ВЕСЬ МИР! Но учтите, что высококлассный приемник стоит очень дорого!

“Н”: Каков уровень цен, хотя бы примерно?

“С”: За КВ-приемник с профессиональными параметрами около 2000 долларов!

“А”: Больше вопросов не имею!...

“Н”: А я— тем более!...

“С”: Тогда, друзья мои, начинаем наш “военный совет”!