УКВ-конвертер

В конце прошлого века были широко распространены так называемые УКВ-конвертеры, предназначенные для преобразования сигналов диапазона OIRT в сигналы диапазона CCIR. Обу­словлено это было тем, что в то время в нашу страну в больших количествах поступали недорогие радиоприёмники с УКВ-диапазоном стандарта CCIR, но на первых порах в этом диапазоне радиовещания не было совсем или было ограничено. Вот здесь-то и потре­бовались УКВ-конвертеры, обеспечи­вающие радиоприём в новом для нас диапазоне.

Постепенно радиовещание в диапа­зоне CCIR расширялось, и стали дос­тупны двухстандартные УКВ-радиоприёмники, поэтому в начале нашего века УКВ-конвертеры стали неактуальными. Но как говорится, всё течёт, всё изме­няется, и сегодня радиовещание в диапазоне  OIRT сокращается. С учётом того, что ранее практически полностью прекратилось отечественное радиове­щание в диапазонах ДВ, СВ и КВ, весь­ма большой парк всеволновых радио­приёмников стал практически беспо­лезным. Можно, конечно, в приёмнике перестроить УКВ-диапазон, но это по­требует существенной и зачастую не­простой доработки. И вот тут могут вы­ручить уже подзабытые УКВ-конверте­ры. Сделать их проще, они не требуют доработки радиоприёмника. К тому же вдруг что-то изменится и диапазон OIRT вновь «оживёт»?

В простейшем случае такой конвертер содержит смеситель и гетеродин. Для обеспечения ста­бильной настройки гетеродин желательно сделать с кварцевой стабилизацией частоты. Схема конвертера показана на рис. 1. На транзисторе VТ2 по схеме ёмкостной трёхточки собран гетеродин, частота которого стабилизирована кварцевым резонатором ZQ1, а на транзисторе VT1 — смеситель. Сигнал с антенны посту­пает на ФВЧ L1C1L2 с частотой среза около 85 МГц, который подавляет сиг­нал гетеродина и одновременно обес­печивает согласование антенны с низ­ким входным сопротивлением транзи­стора VT1, включённого по схеме с общей базой. Сигнал гетеродина посту­пает на базу транзистора VT 1 через кон­денсаторный делитель напряжения С3С4. Эти конденсаторы совместно с конденсатором С6 обеспечивают тре­буемые фазовые соотношения в гете­родине. Сигналы в диапазоне OIRT выделяет низкодобротный контур L3С2. Через конденсатор С5 его соединяют с антенным входом УКВ-тракта или с антенной радиоприёмника.

Рис. 1

Поскольку питать конвертер плани­ровалось от одного гальванического элемента напряжением 1,5 В, в цепь смещения каждого транзистора уста­новлен только один резистор, задаю­щий базовый ток, R1 — для транзистора VТ1, R2 — для транзистора VТ2. С точки зрения термостабильности это не са­мое лучшее решение, но позволяет «экономить” напряжение питания. К тому же частота гетеродина стабилизи­рована кварцевым резонатором.

В гетеродине применён транзистор КТ342БМ с относительно невысокой граничной частотой (250…300 МГц), большим коэффициентом передачи тока базы (200…500) и малым напряже­нием насыщения (не более 0,1 В). Это обеспечило экономичность и устойчи­вую работу гетеродина с большой но­менклатурой кварцевых резонаторов, а также снизило вероятность самовоз­буждения в диапазоне СВЧ. В результа­те потребляемый гетеродином ток не превышает 0,7 мА, а работоспособ­ность сохраняется при снижении пи­тающего напряжения до 0,7 В, что нема­ловажно при батарейном питании.

Чтобы повысить коэффициент пере­дачи смесителя, в нём применён более высокочастотный транзистор КТ316ГМ (граничная частота — до 1000 МГц). По­дойдёт транзистор КТ368А, к тому же он имеет нормированный коэффициент шума на частоте 60 МГц.

Все элементы конвертера, кроме выключателя питания и гальваническо­го элемента, размещены на односто­ронней печатной плате, чертёж которой показан на рис. 2. Применены резисто­ры Р1-4, Р2-23, конденсаторы — кера­мические К10-17 или импортные. Ка­тушки индуктивности L1-L3 намотаны проводом ПЭВ-2 0,7 на оправке диамет­ром 3 мм и содержат 3,5, 2,5 и 4,5 витка соответственно, L4 — дроссель серии ЕС24. Выключатель питания подойдёт любой малогабаритный импортный (в авторском варианте применён выклю­чатель от светодиодного газонного све­тильника). Печатная плата рассчитана на установку кварцевого резонатора в корпусе HS-49S. Если он будет в корпу­се HS-49U, надо просто удлинить плату, чтобы он поместился на ней «лёжа». Указанная на его корпусе частота долж­на соответствовать первой гармонике, иначе он может «завестись» не на нуж­ной частоте.

Рис. 2

Радиоприёмник может при­нимать радиостанции только в «своём» диапазоне от 65,9 (F_Н) до 74 (F_В) МГц (с небольшим запасом в обе стороны). А вот результирующий принимаемый диапазон частот зависит от час­тоты гетеродина (F_г). В конкрет­ном случае был использован резонатор в корпусе HS-49S с маркировкой 24,576 МГц (для упрощения расчётов округлим до 24,6 МГц), демонтированный с платы видеокарты компьютера. Интересующие нас сигналы в диа­пазоне 87,5…108 МГц поступают на вход конвертера. В результате пре­образования по частоте приёмник смо­жет принять сигналы в диапазоне от F_Н + F_Г до F_Г + F_В в нашем случае — от 90,5 до 98,6 МГц. Получается, что часть радио­станций окажется всё равно недоступ­ной. Обусловлено это тем, что полоса УКВ-диапазона CCIR более чем в два раза шире УКВ-диапазона OIRT. Подобрав кварцевый резонатор, можно обеспечить приём желаемого участка диапазона CCIR. Например, с кварцевым резонатором на частоту 30 МГц можно принимать радиостан­ции на участке 95,9…104 МГц. Чтобы принять практически весь диапазон CCIR, в гетеродине следует применить два переключаемых кварцевых резона­тора (рис. 3), соответствующим обра­зом подобрав их частоты.

Рис. 3

Как сказано выше, конвертер плани­ровалось питать от гальванического элемента типоразмера АА. Поэтому в качестве корпуса была использована пластмассовая трубка (стойка от газон­ного светодиодного светильника) внут­ренним диаметром 15, толщиной стен­ки 1,5 и длиной 125 мм, в которой раз­мещены печатная плата и гальваниче­ский элемент. С одной стороны на плате закреплена первая пластмассовая за­глушка (тоже от стойки газонного светильника), а с другой — припаян метал­лический уголок, на котором закрепле­на контактная пружина (-G1) для галь­ванического элемента (рис. 4). Через отверстие в заглушке выведен изолиро­ванный монтажный провод длиной 750 мм, выполняющий функцию антен­ны. На второй заглушке установлены выключатель питания и металлическая контактная площадка (+G1), а также сделаны отверстия для двух проводов («Выход» и «Общий»). Потребляемый конвертером ток при напряжении пита­ния 1,5В-1,7 мА, его работоспособ­ность сохраняется при снижении на­пряжения до 0,7 В, но коэффициент преобразования заметно уменьшается.

Рис. 4

Собирают устройство в следующей последовательности. Сначала с одной стороны в трубку вставляют плату, а с другой стороны выводят три провода (третий — к выключателю питания). Два из них выводят через отверстия во вто­рой заглушке, третий припаивают к выводу выключателя и вставляют эту заглушку. Если одна или обе заглушки фиксируются в корпусе ненадёжно, их можно закрепить с помощью тонких шурупов. Провод «Выход» подключают к антенному входу приёмника, а если его нет — непосредственно к антенне, про­вод «Общий» соединяют с его «землёй». Если связь с антенной окажется слиш­ком сильной, её можно ослабить, при­менив ёмкостную связь — несколько витков провода «Выход» наматывают непосредственно на антенну или не подключают провод «Общий» к при­ёмнику, если, конечно, конвертер от него не питается. Для конвертера можно применить другие корпус и источник питания, но размещать его необходимо в непосредственной бли­зости к приёмнику, например, на его задней стенке, чтобы соединительные провода были минимальной длины.

Рис. 5

Если приём осуществляется на зна­чительном удалении от передатчика, чувствительности двухтранзисторного конвертера может оказаться недоста­точно. В этом случае его необходимо дополнить УВЧ. Схема такого конверте­ра показана на рис. 5. УВЧ собран на транзисторе VТ1, смеситель — на тран­зисторе VТ2, гетеродин — на транзи­сторе VТ3. Для упрощения применены транзисторы различной структуры. Контур L1С1С2 настроен на частоту диапазона CCIR, контур L2С4С5 — на частоту диа­пазона OIRT. Транзистор КТ3127А можно заменить транзистором серии КТ363. Катушки L1 и L2 имеют ана­логичную конструкцию и содержат 7,5 и 11,5 витка соответственно. Чертёж пе­чатной платы этого вариан­та показан на рис. 6. она длиннее предыдущей всего на 5 мм (рис. 7). Конструк­ция конвертера аналогичная, потребляемый ток — 3…3.5 мА.

Рис. 6

Питать конвертер можно и от самого радиоприёмника, например, от линии питания УКВ-тракта. Для этого доста­точно включить в цепь питания конвер­тера гасящий резистор, уменьшающий его напряжение питания до 1,5.. 2 В.

Рис. 7

Следует отдельно сказать про при­ём стереопрограмм. Дело в том, что в УКВ-диапазоне CCIR в комплексном стереосигнале (КСС) передача раз­ностного стереосигнала осуществляет­ся с помощью амплитудной модуляции поднесущей частоты 38 кГц, которая в передаваемом сигнале подавлена. Для её восстановления на приёмной сторо­не в КСС передаётся пилот-тон на частоте 19 кГц. В УКВ-диапазоне OIRT в КСС разностный стереосигнал переда­ётся на поднесущей частоте 31,25 кГц так, что огибающая положительных полупериодов модулирована сигналом левого канала, а огибающая отрица­тельных — сигналом правого. При этом поднесущая частота подавлена на 14 дБ. На приёмной стороне её уровень восстанавливается. Отсюда понятно, что эти системы несовместимы, и приём стереосигналов диапазона CCIR на отечественный радиоприёмник диа­пазона OIRT невозможен (конечно, если в нём нет двухстандартного стереоде­кодера), поэтому возможен приём только в режиме «Моно».

Автор: И. НЕЧАЕВ, г. Москва
Источник: Радио №5/2016