开始DIY一款自封“短波王”的短波收音机(分期发帖）

changwanren

                    开始DIY一款自封“短波王”的短波收音机
      制作构想：制作一款具有一级短波收音机性能指标的短波收音机。1、机械调谐达到收台定位和频率标度达到中波的水平。2、抗像频干扰达到中波的水平。
     设计思路：不高仿具体成品机的电路，但参考某些一级短波收音机的精典电路，自行设计PCB电路、电路布局结构和滚筒高频头结构，实验自行设计能否达到一级短波收音机性能指标。
一、设计方案
（一）电路设计
        采用二次变和多波段，短波接收频率总覆盖3—19MHz，共分16个波段，每个波段覆盖1MHz，所以每个波段覆盖基本与中波覆盖接近。第一本振采用固定频率，采用石英晶体。第一中频采用1.8—3.2MHz可调谐，第二中频采用455KHz，采用陶瓷滤波器，455G、455H、455I，通过模拟开关芯片CD4066切换改变通频带。第二本振频率范围 1.8MHz+0.455MHz—3.2MHz+0.455MHz。
为了降低调试难度和电路简化，一本振和混频采用NE612芯片，而不本振和混频及二中放采用LA135芯片。
      预计达到指标：
灵敏度：小于20uV
选择性：通频带±2KHz，偏调±7.5KHz选择性大于60分贝
        通频带±3KHz，偏调±9KHz选择性大于60分贝
        通频带±4.5KHz，偏调±10KHz选择性大于60分贝
        抗像频干扰：大于40分贝。
        输出功率：大于2瓦。
    但愿能够达到预期指标。
1、电路设计
    整机电路图

高放和一中放的PCB图

二中放和本振PCB图

低放PCB图

2、高放设计说明：
     采用高放输出带调谐高放，提高抗像频干扰，调谐电容采用变容二极管。高放管采用低噪声场管，混频和一本振采用NE612芯片，一本振采用固定频率，为了得到高稳定的本振频率，使用石英晶体，3MHz一下的石英晶振不好买，买陶瓷晶振代替，稳定度差一些，但做短波频率稳定度足够用。共分16个波段，每个波段频率覆盖1MHz。
（1）波段划分和频率覆盖
  波段1、接收频率3-4MHz  一本振频率1MHz
  波段2、接收频率4-5MHz  一本振频率2MHz
  波段3、接收频率5-6MHz  一本振频率3MHz
  波段4、接收频率6-7MHz  一本振频率4MHz
  波段5、接收频率7-8MHz  一本振频率5MHz
  波段6、接收频率8-9MHz  一本振频率6MHz
  波段7、接收频率9-10MHz  一本振频率7MHz
  波段8、接收频率10-11MHz  一本振频率8MHz
  波段9、接收频率11-12MHz  一本振频率9MHz
  波段10、接收频率12-13MHz  一本振频率10MHz
  波段11、接收频率13- 14MHz  一本振频率11MHz
  波段12、接收频率14-15MHz  一本振频率12MHz
  波段13、接收频率15-16MHz  一本振频率13MHz
  波段14、接收频率16-17MHz  一本振频率14MHz
  波段15、接收频率17-18MHz  一本振频率15MHz
  波段16、接收频率18-19MHz  一本振频率16MHz
     高频头采用滚筒式，设计16个触点，输入调谐回路4个触点，带调谐高放5个触点，一本振3个触点，单片机波段鉴别4个触点构成1248开关，预计制作一个频率计，频率计测量第二本振频率，第二本振频率减去455KHz，得到一中频接收频率1.8-3.2MHz，若此时接收的是10.8—12.2MHz,第一本振为9MHz，通过单片机通过1248波段开关判断出一本振频率为9MHz，通过1.8MHz+9MHz—3.2MHz+9MHz运算，则显示频率为10.8—12.2MHz。
（2）、同步跟踪设计
     第一本振采用石英晶体，设计为电容三点式震荡，输入调谐回路采用变容二极管SV147调谐。实现与第二本振两点同步跟踪。
     第一中放频率采用调谐式，频率1.8MHz—3.2MHz，采用变容二极管SV149调谐，第二本振为变频式，频率2.255MHz-3.655MHz，采用变容二极管SV149调谐，一中放和第二本震实现三点同步跟踪。
     由于高放调谐和第一中放调谐采用的是不同的变容二极管和相差很大的频率覆盖，电容随电压变化率可能相差很大，所以无法计算二者的三点同步跟踪，但可以实现两点同步跟踪。但是每个波段频率覆盖只有1MHz，可以采用不调谐的带通滤波器的，但考虑采用的第一中频的频率较低，抗像频干扰可能达不到设计指标，所以，还是要采用高放调谐回路，由于高放输出也采用调谐，假设每个调谐回路有两个准确同步跟踪统调点，将两个调谐回路的统调点错开，也能收到很好的同步跟踪效果，使抗像频干扰大于40分贝。
计算一下，接收频率18MHz，即使偏调100KHz，调谐回路即使有载Q值>20，采用带调谐高放，抗像频干扰也可以做到大于40分贝。

（3）波段开关设计
     由于波段太多，所以采用：滚筒式波段开关。这是一个DIY的重点和难点，可谓工程浩大。16个波段需要绕制32个调谐回路线圈和高放输出回路电感线圈，计算电感、垫整电容和补偿电容。手工制作滚筒高频头框架，尺寸精度也具有一定的难度，争取误差小于2毫米。
（4）波段1、2和波段3采用的本振分别为1MHz、2MHz和3MHz，有4个频点落入一中放接收范围内，会在三个波段中产生4个死点，如在波段1的接收频率在2.8—4.2MHz本振频率1MHz，会在3MHz（三次谐波）和4MHz（4次谐波）两点产生死点，采用NE612混频平衡输出可以抑制本振信号，但不知抑制是否彻底。

3、中放电路说明
      中放1采用带高放输出调谐，调谐电容采用变容二极管SV149，频率覆盖1800-3200KHz，设计像频选择性大于40分贝。一中放不追求多大增益，要的是抗像频干扰。一中放三极管采用9018，设计静态电流0.2mA，二中放采用LA1135芯片，它具有本振缓冲输出，便于连接频率计，他的AGC控制特别强，输入电压达到130dBu时，失真2%，AGC输出电压指示可达6伏。
一中放和二本振同步跟踪计算：
   本振电感11.66uH，垫整电容2180p，补偿电容158.14p。一中放电感15.14uH，补偿电容146.45p，最大偏调可做到小于2KHz。

   二中放采用三个中频455KHz带宽切换，分别采用陶瓷滤波器LT455G、LT455HL、T455I得到通频带±2KHz、±3KHz、±4.5KHz，采用CD4066模拟开关切换。LA1135已经有足够的中放增益，但为了弥补CD4066的损耗，另加一级二中放放大，三极管采用9018。
4、低放电路说明
      低放电路由前置放大，反馈式高低音调控制和OTL主放大三部分组成。前置放大电压增益设置4倍，主放大设置电压增益设置33倍，增益132倍，即42分贝，输入15毫伏，输出达到2伏。功放管选用3DD01,前级驱动采用C2655和A1020。
    音调控制，以1KHz为中心，对低音控制，低音100Hz可以衰减10分贝和提升10分贝，对高音控制，高音10KHz，可以衰减10分贝和提升10分贝。

    （二），关于整机指标说明
       LA1135加一级场管高放，就可以达到如下指标：信噪比20分贝时，输入信号25dBu,即17.7uV，由于场管输入，是直接接入输入调谐回路，没有10：1变比，此电压基本等于天线输入电压，所以灵敏度基本等于17.7uV，若同步跟踪偏差造成幅值下降0.9，17.7/0.9=19.67，所以，信噪比20分贝时，灵敏度20uV,可以轻松实现。此芯片加场管高放，当输入16dBu时，即6.3uV时，检波后输出56.2mV，即56200uV，56200/16=3512.5倍，即增益71分贝，在加上检波负增益20分贝，中高放曾增益可达91分贝。采用二次变频，有一中放，故可以做到增益达到100分贝。
     关于中频选择性60分贝，5脚陶瓷滤波器可以提供50分贝的指标，三只中周提供10分贝指标，实现此指标也不难。
    （未完待续）

changwanren

四、试机
将低放、中放、高放链接在一起，可以接收信号了。

录了几段接收视频，接收条件：室内接收，环境干扰较大，二中放使用窄带，接收天线使用拉杆天线，最大长度可以拉开0.9米，可以轻松的接收到5MHz，10MHz，15MHz的标准时间标准频率台。
此视频是上午10点左右接收，拉杆天线拉至0.6米接收效果。
https://v.youku.com/v_show/id_XNjI1MjAxNTg3Ng==.html

49米
https://v.youku.com/v_show/id_XNjI0OTc5NjYyOA==.html
19米
https://v.youku.com/v_show/id_XNjI0NTE3NjU1Ng==.html
31米
https://v.youku.com/v_show/id_XNjI0OTgxNzI2MA==.html
初试接收效果，比较满意。


关于采用NE612芯片制作短波，有些神的传说，有超高灵敏度，超强短波接收机，可以接收全世界短波电台等。但是我还没有在网上收到关于采用NE612制作短波收音机的接收视频，现在室内接收短波，可以说从2—18MHz整个覆盖都存在很强的干扰，我楼下电动车已充电，干扰的沙沙淹没2—18MHz的所有电台。

changwanren

二、制作记实
  （一）电路板的制作
   1、PCB电路板的制作
     热转印

腐蚀完毕

  低放电路板焊接


  

changwanren

3、一本振和同步跟踪的调试
   （1）一本振的调试
       一本振采用的是电容三点式震荡，两电容的比基本采用1：4，如低频段电容采用50p和200p，测得在612芯片的7脚测的电压为30-40毫伏时，看612芯片内部图，是通过6脚输出，再经缓冲放大加到混频级，弄不清放大后的本振电压是多少加在混频上？在网上也没有查到612的本振最佳电压是多少。


   （2）前级调谐回路与二本振同步跟踪的调试
     前级调谐回路与二本振的同步跟踪，在16个波段中，随着波段的接收频率的升高，同步跟踪情况越好，低频段如3—4MHz，最大偏调可以做到小于30KHz。
      关于调谐回路有载Q值的测试，它关系到抗像频干扰能否达到大于40分贝。
     经测试采用10×10框架，磁芯直径6毫米，长度9毫米磁芯，工作在19.5MHz的频率时，有载Q可大于40分贝。可以达到设计的抗像频干扰大于40分贝要求要求。





4、关于灵敏度与总增益的调试
      做高灵敏度的收音机的关键不是总增益不够，而是如何降低噪声和前级的同步跟踪和匹配，关于同步跟踪有仪器显示，可以做好。噪声虽说是决定于最前级三极管的噪声，但是PCB板的走线和元器件布局，也会产生噪声。降低噪声要尽力的提高高放增益，但是做高高放增益很容易产生自激，这需要通过实验反复的改变高放线圈的抽头和次级的匝数比来调试，对于多波段来讲是很麻烦的事。
    关于增益要适中，增益过高，将整机噪声放的很大，就没有实际意义了。现在的环境干扰的“沙沙”会远超于本机沙沙声。所以调试增益时，断开天线，使AGC刚好起控，说明增益正好适中，沙沙也很小。

MF35_

longshort 发表于 2023-12-11 15:42
幾個波段不是問題，這是觀念問題的限制，樓主還在試圖用傳統波段切換的方法，局限性太大了。

其实跟波段开关也没什么关系，主要是这种高放构架，动态范围很有限，限制了前端带宽，带宽太大的话高放就被噪声淹没到阻塞了。

其实接收机最难的就是前端，前端性能上去了，后面都好说，前端做不好，后面的天花板就很低了

shiuyipyuen

摇滚铁心 发表于 2023-12-11 08:44
泼点老旧冷水。一大通的集成块就到功放前为止了？这分立件比集成功放有什么优势？又不是什么特别大的功率集 ...

或许迁就家中零件库现状去库存？

changwanren

（二）中放电路的调试
     1、二中放电路调试
     由于二中放采用芯片LA1135,增益和AGC无需调试，中周参数数据有官方提供的数据，所以，只要搞好陶瓷滤波器的阻抗匹配，得到较完美的幅频曲线和补偿好由于CD4066的通频带选择开关的损耗，二中放调试方可大功告成。
实际调试将增加的二中放三极管静态工作电流调到0.2毫安，足以补偿由于CD4066产生的损耗。由于二中放的中频通频带和选择性主要决定于陶瓷滤波器，所以，调试很轻松达到设计指标。
   下图是实测二中放窄带幅频特性，中心频率为456KHz，偏高1KHz，由于陶瓷滤波器频率偏差所致，无法调到455KHz。


  二中放宽带


实测二中放的通频带和选择性达到设计指标。

尚书郎

楼主要不顺便多做几台，卖给大家。

Frank660405

留爪学习，，，，

金太阳购物商城

期待常老师大作完成。

HenryYam

常老师大作，值得期待！

摇滚铁心

泼点老旧冷水。一大通的集成块就到功放前为止了？这分立件比集成功放有什么优势？又不是什么特别大的功率集成块解决不了的场合。两瓦。大把的集成块可以用。tda7056带直流音量调节。外围很简单。btl两瓦

lihau

期待大师作品。

求知无足

这个制作够复杂。预祝制作成功！

as8233639

非常期待

刘老根88

成品出来后可以再看看额！

ym78321

大工程啊。期待结果

kodefun

提一个小小建议：老树发新花，搞个12Khz中频输出，给玩SDR的年轻人接入电脑或手机做数字信号处理，SSB单边带解调，DRM数字广播解码，FT8等等花样，就都有得搞了。或者上变频到54MHz以上，支持廉价的RTL-SDR射频输入，各种窄带SDR也都能玩。

MF35_

16个波段啊，这太麻烦了，我感觉还不如搞个三次变频，这样输入可以少分几个波段，比如4个波段，每个波段4M，一中频用高频，然后在一中频分再4个波段，这样就可以等效为16个波段了，每个波段1M，二本振依然用固定，然后在二中频和三本振做1M带宽的调谐。

tomclub

标记一下， 期待成品展示

摇滚铁心

摇滚铁心 发表于 2023-12-11 08:44
泼点老旧冷水。一大通的集成块就到功放前为止了？这分立件比集成功放有什么优势？又不是什么特别大的功率集 ...

这类有直流音量调节的集成功放块可以用来拓展AGC的功能。从检波级出来的agc信号经过一个三极管放大或倒相后经过调整到合适的电平接入这个音量调节引脚来动态调节音量。主音量还用平常的音量电位器接在音频输入引脚上。