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★Radiocom原创★FM 45- 870MHz/AM 520-1710KHz/全频段高灵敏二次变频接收机—技术篇

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发表于 2012-10-12 10:51:46 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 炫彩 于 2012-10-13 20:13 编辑

炫彩It's me,网名Radiocom,爱生活、爱Radio。
原创首发作品,正在整理资料,持续编辑更新,敬请关注,共同探索。
《★Radiocom原创★FM 45- 870MHz/AM 520-1710KHz/全频段高灵敏二次变频接收机—欣赏篇》
《★Radiocom原创★FM 45- 870MHz/AM 520-1710KHz/全频段高灵敏二次变频接收机—技术篇》

原创FM 45- 870MHz、AM 520-1710KHz全频段高灵敏度二次变频接收机——技术篇

——Radiocom

在《欣赏篇》中抛出了两部“用电视高频头制作的全频接收机”,展示了大量多角度的图片,目的只有一个——勾引你动手制作全频接收机。

“送人玫瑰手有余香”在分享技术的同时,一定会得到您的正反馈。如今已步入数码时代,利用九十年代的原型机加上今天的高科技,咱们从新走一回青春!推陈出新符合当今技术理念的高性能接收机。

DX03透视图02cs.jpg

一、超外差和二次变频

超外差技术问世以来,已广泛应用于收音机当中,将高放选择的信号频率与本振频率相减得到一个固定中频信号,中频信号频率相对较低,这样有利于做出稳定高增益的放大器,配合高性能滤波器选择性大幅提高,排除了带外干扰。然而在低中频的情况下抗镜像干扰能力差,提高中频虽可抑制镜像干扰,但中放容易自激选择性也不佳。这就有了二次变频的概念,一次变频使用高中频抑制镜像干扰,二次变频使用低中频提高增益和选择性。

紧随这个思路,有人提出了用电视高频头做二次变频接收机,曾在93年《实用电子文摘》第5期中看到过一篇文章(原始资料遗失了,憾!谁有别藏着),当时很受启发制作了第一部全频机。随后有了这样一个想法:就是利用成品接收机来接收电视机高频头输出的一次变频信号,将电路结构化零为整,模块化设计,不仅结构紧凑还可免去制作调试高频通道的麻烦......。

二、用电视机高频头 + 改频的车机电调高频头制作二次变频接收机

有想法就有动力,筹备模块器件——电视机高频头&车机电调高频头

全频接收机的输入端,使用了基于TDA5330T方案的全频道电视机高频头,作为高放和一次变频,具有低噪声、增益高的优点。电压增益在25db以上,这决定了整机的高灵敏度(与ICOM的全频接收机做过对比收听,本机WFM的接收灵敏度约为1.4uV)。

TDY-3B高频头s.jpg

TDY-3B高频头02s.jpg

TDY-3B高频头03.jpg

TDY-3B_TDA5330T.png

借用一下矿坛某网友的TDQ-3B6图纸,电路结构差不多。

TDQ-3B6.jpg

二次变频、FM鉴频、AM检波、立体声解调部分则由改制的阿尔派汽车音响高频头来接管,全部功能由一枚SANYO LA1888 高性能IC芯片一气呵成。

阿尔派汽车音响高频头01s.jpg

阿尔派汽车音响高频头02s.jpg

阿尔派汽车音响高频头03s.jpg

阿尔派汽车音响高频头07s.jpg

该款车机高频头结构紧凑,性能指标优异,但其接收频率在76~108MHz广播频段内,作二次变频接收(31.5~38MHz),频率范围不符合要求,改频是本制作的关键

电视高频头是为接收图像信号而设计的,它输出的一次变频信号并非是中心频率为38MHz的窄带频谱,而是31.5~38MHz的宽频带信号。您会问,38MHz中频为什么不在幅频曲线的中心呢?因为全电视信号(含6.5MHz伴音)频谱很宽,调制后分布在载频左右的频谱总宽度约13MHz,若发射全部频谱十分浪费发射功率,也不利于接收,必须滤掉一半的频谱成分(中频38MHz频标右侧频谱被滤掉),类似短波的SSB单边带信号,属残留边带通信。在接收端为确保图像信号的接收质量且不被伴音干扰,电视高频头设计成参差调谐,满足6.5MHz带宽的同时还要对变频后的31.5MHz伴音频率和38MHz中频频率进行衰减(38MHz声表面滤波器的作用)。得到如下幅频特性曲线。

38M中频曲线.png

幅频特性曲线中34.3~37.3为幅度最高点,为使整机具有高灵敏度,二次变频的接收频率应在34.3~37.3MHz间选择。本机设定34.3MHz为二次接收频率,汽车高频头的中频是10.7MHz,则本振频率f=34.3+10.7=45MHz。若接收频率设定37.3MHz时对应的本振频率是48MHz。

确定了二次变频接收频率和二本振频率后,可以进行改频操作了。

高频头电路改频01.png

高频头电路改频02.png

参考图纸找到本振LC电路(红圈所示),对照实物线路板将其电感线圈和背面并联的电容及变容二极管剔除,换上频率稳定的45MHz晶体振荡器(接收频率37.3MHz时选48MHz晶振)。

下图电路板中间的中周形器件即是本振的电感,左侧是拆除后的电路板,将45MHz晶振直接焊在原来连接本振线圈的两个焊点上即可完成二本振的改造工作。经过多方验证,晶振替换后无需调整都能起振,最初也是在TA7335等FM高频电路上替换成功后才实施的,但个别型号晶振会出现振荡强度过高,谐波干扰38KHz立体声导频信号,接收立体声节目时有微弱的约5KHz啸叫,在晶振两端并联50~100K阻尼电阻解决。

阿尔派汽车音响高频头06s.jpg

接下来看高放部分,下图是高放电路局部放大

高频头电路改频03.png

参考图纸找到高放输入调谐电感,高放输出变压器(图纸中红圈所示)。对照实物线路板,红色线圈是高放输入调谐电感,带骨架的是高放输出变压器。注意:对于高放的这组线圈是改制,不是剔除,后面的贴片变容二极管、电容等器件也不要拆除。

阿尔派汽车音响高频头04s.jpg

经多次试验,最终确定用直径3.5mm的10K型中周铁氧体磁芯旋入红色线圈内部增加电感量,高放级输出变压器则重绕线圈,初、次级圈数均增加为原来的三倍(本机改动前初、次级分别是1T/3T,改频后3T/9T),配合变容二极管(调谐电压VT由+8V经蓝色3296可调电位器生成,只改变高放谐振频率)可准确谐振于34.3MHz,再反复调整两个磁芯使高放增益最大且不自激为止。至此一个固定接收频率为34.3MHz的高频头改造完成。

DX01透视图07cs.jpg

我在调试时手里没有其他设备,有个技巧,就是观察场强表S-METER的变化,即使无广播信号,凭着接收来自电视高频头的本底噪音,调整高放级使场强表显示最大值即为最佳状态。整机装好后,接收一个弱电台信号,或调AGC电压,压低信号强度至中间值方便调整时观察S-METER指针变化。

此处给一个小贴士:在城市中电台林立,或接收环境靠近发射塔,请手动调低AGC增益,可避免通道阻塞后的交互调干扰,与强台毗邻的远地弱台才能正常接收。

FM频谱图.jpg

三、模块化二次变频接收机整体电路与结构

下图是接收机的电路框架&结构示意图,与实际制作有区别,仅供技术讨论参考。

电路框图及结构s.jpg

DX03透视图08s.jpg

前期的准备工作此刻差不多了,至于其他辅助器件,仁者见仁尽量使用上等材料。总装配时,要强调的有两点:

1、电路布局和一点接地

一点接地的好处,我想装过TDA2030等IC功放的朋友都知道,信号地和电源地要分开走,才能不自激,这里我们依然要严格遵守。无论是搭棚焊接还是基于PCB板,电路布局要随信号走向合理安排,高频则多点接地良好屏蔽,音频弱信号部分远离机内变压器、DC/DC升压器件等干扰源。

DX03透视图013s.jpg

2、改进频率调整机构

最初装的全频机其调谐机构存在缺陷,频率捕捉困难,在没有数字显示、没有频率合成的盲扫情况下,如何能快速准确捕捉信号确实是一大难题。经反复试验对原调谐机构进行改进,使之成为精密的调谐机构,捕捉效果快速准确(但不能读频率)。先快速旋转粗调电位器,扫描到有信号的地方会听到嘟嘟声,此时立即回调微调多圈电位器直至捕捉到信号为止。若调谐机构使用精密刻度盘,频率二次重置还算准确方便(读值是刻度盘编码非实际接收频率)。

精密调谐机构02s.jpg

四、循序渐进,更上一层。

前面说的接收机电路相对简单,是模型机,初装者只要用心打造都能成功,还有很多功能有待共同开发。发挥想象力DIY一台符合您个人品位的接收机。

DX01透视图02bs.jpg

改进频率调整机构

DX01透视图03cs.jpg

DX01透视图05cs.jpg

DX01透视图06cs.jpg

增加声表面滤波器,进一步抑制带外干扰,若能找到带宽在200KHz的更好,可惜我没有只能选用电视机的声表面滤波器。

DX01透视图08cs.jpg

L/R音频信号增加NE5532运放驱动,升级为发烧级收音头,LINE OUT信号电平可推动音响功放,适合用发烧组合欣赏HI-FI音乐。

DX01俯视图02cs.jpg

安装静噪电路,守听对讲台,这个很有必要。

DX01透视图011s.jpg

后面板视图,看起来挺像专业的接收机,呵呵!

DX01后视图cs.jpg

手绘的电路草图,纸发黄快成文物了。

原始电路图s.jpg

当年未完成的心愿——加装频率显示组件,或用单片机+频率合成高频头改成频合式接收机,
利用一中频的宽带特性实时扫描并显示+/-1.5MHz范围内的频谱。

增加短波段高频头(2~30MHz一次变频输出1.7MHz中频),用AM1700KHz频率接收(二次变频、检波),
曾经做过短波接收实验,效果十分理想,后来买了两台商业短波机,暂停了。

IC-R9500s.jpg

再展望一下高IP3+DSP接收处理......。呵呵!

抛砖引玉,玉~你快出来吧!


评分

11

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 楼主| 发表于 2013-8-8 13:16:59 | 显示全部楼层
本帖最后由 炫彩 于 2013-8-8 13:18 编辑
xia3 发表于 2013-8-8 12:34
我也淘了个这个高频头,找到的晶振也是48M的,还有一个问题就是高放部分的修改
‘最终确定用直径3.5mm的 ...


欢迎兄弟加入一起探讨, ,当初我改频时,反复拆装废了三个车机高频头才调到最佳状态。为了能让后来装机的能一次成功,车机高频头本振要先改好,然后焊接外围元件确保整机联机能正常工作,最后调试高放。有些小技巧,别急,随时跟帖探讨,马上就到高放调试了。

注:10K型中周磁芯,我当时是在电视中周里拆的。
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发表于 2012-10-12 21:00:25 | 显示全部楼层
本帖最后由 ace919 于 2012-10-12 21:01 编辑
炫彩 发表于 2012-10-12 20:08
38M变10.7M,改制过程不知我说清楚没有。呵呵


谢谢,看明白了。
你选的34.3M一中频,也正好商品机器也有用的。我手头有几个适合NFM带宽的34.3的晶体滤波器,应该与电视高频头配合,接收NFM信号时可以增加选择性,减少高频头输出的噪声,当然用于100多M的航空波段AM信号也可

不过这样的话,需要增加与WFM的滤波器通路电子开关
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发表于 2013-8-15 10:33:55 | 显示全部楼层
电源部分完成
2013-08-15_10-30-05_294.jpg
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 楼主| 发表于 2013-8-11 20:31:03 | 显示全部楼层
本帖最后由 炫彩 于 2013-8-11 20:32 编辑
xia3 发表于 2013-8-11 20:15
把高放输出变压器拆了发现初级次级都是3匝,就都增加到9匝装回,声音明显变大,玚强表指示也明示加大,就是 ...


LA1781头 和LA1888头,高放级略有不同,你的LA1781头第一级空心线圈是一个还是两个?

若是一只空心线圈加入磁芯后,再并联个几十PF的可调电容调试一下,应该能调到谐振点。
若是两个空心线圈,第一级则是双调谐回路,两个线圈都要加入磁芯,再并联20PF左右电容和一只可变电容。
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发表于 2013-3-14 21:30:23 | 显示全部楼层
炫彩 发表于 2012-10-13 11:56
说得是啊,当年也一门心思做过短波二次变频试验,一次变频用收录机的收音板混频输出1.7MHz中频(取消原45 ...

请教:

我有两台袖珍中波超外差机,一台是分立元件的,另一台是集成电路ULN2204-22集成电路的,后者感觉灵敏度选择性更好些

也玩二次变频,即修改其中一个的中频频率使之落入 535----1605的某个空白处例如为600kHz,然后高频首尾衔接,

这样做行吗?应该注意些什么问题
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 楼主| 发表于 2012-11-5 20:57:06 | 显示全部楼层
shiuyipyuen 发表于 2012-11-5 02:58
一楼把88--108的线圈加三倍改成38MC.却漏交待用 个外加调谐直流电压锁定变容二极管容量使之固定在38MC.其 ...

这个~我在一楼已经老实交代了,车机高频头必须外加直流调谐电压,呵呵

“经多次试验,最终确定用直径3.5mm的10K型中周铁氧体磁芯旋入红色线圈内部增加电感量,高放级输出变压器则重绕线圈,初、次级圈数均增加为原来的三倍(改动前初、次级分别是1T/3T,改频后3T/9T),高放调谐回路,仍需外加直流调谐电压调整变容管容量(调谐电压VT由+8V经蓝色3296可调电阻改变,只调整高放的谐振频率,本振变容管已剔除)使高放回路谐振于34.3MHz,再反复调整两个磁芯使高放增益最大且不自激为止。至此一个固定接收频率为34.3MHz的高频头改造完成。”

可能是描述的不清楚,在这儿改了改,多谢指点!
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发表于 2012-10-12 17:03:24 | 显示全部楼层
建议版主给楼主的这些文章加精.方便大家学习参考!可惜我是用普通手机上来的.住处的电脑暂时也断网线了,要不也贴些资料和图片上来向楼主学习和讨论的,现在等更新了,呵呵 
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 楼主| 发表于 2012-10-12 13:25:25 | 显示全部楼层
yesdan 发表于 2012-10-12 12:39
想知道38MHZ怎样变10.7MHZ.   请问老师.  旧中频吗34.3MHZ.


都怪我,本想先编辑整理保存,结果手一抖按错键发表了。 请随时关注一楼更新,谢谢。
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发表于 2012-10-12 12:48:09 | 显示全部楼层
来顶大神了,这手艺了得!
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 楼主| 发表于 2012-10-12 20:10:26 | 显示全部楼层
fw1970 发表于 2012-10-12 19:59
真好,好仔细好认真啊!记得电子报有过电路介绍,好像是电视高平头加中频解码加7021的,原件都备齐了,没做 ...

还不快动手,现在的条件多好啊,我都想再鼓捣鼓捣!
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 楼主| 发表于 2012-10-12 20:08:44 | 显示全部楼层
ace919 发表于 2012-10-12 19:39
精品!处处透出认真,不光东西做的好,图画的也好,尤其那个框图太漂亮了!

38M变10.7M,改制过程不知我说清楚没有。呵呵
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发表于 2012-10-12 19:59:06 | 显示全部楼层
真好,好仔细好认真啊!记得电子报有过电路介绍,好像是电视高平头加中频解码加7021的,原件都备齐了,没做。
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发表于 2012-10-12 12:39:41 | 显示全部楼层
想知道38MHZ怎样变10.7MHZ.   请问老师.  旧中频吗34.3MHZ.
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发表于 2012-10-12 19:01:57 | 显示全部楼层
高,好方案,好好研究一下
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发表于 2012-10-13 09:34:12 来自手机 | 显示全部楼层
本帖最后由 dxhdtv 于 2012-10-13 11:05 编辑

其实以前有电视机用过200khz带宽的声表面滤波器的.在电视流行单独听和可以接收调频广播电台的年代.例如海信TF2911FM彩电.不过估计那些滤波器是定制的.很难在市场找到.顺便问一下楼主的场强表头在哪里买的啊.我也想买一个.
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发表于 2012-10-12 22:06:45 | 显示全部楼层
工艺精湛,精益求精。+12分,以资鼓励!
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 楼主| 发表于 2012-10-13 12:26:46 | 显示全部楼层
ka2209 发表于 2012-10-12 22:06
工艺精湛,精益求精。+12分,以资鼓励!

工分收下了,谢啦!
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发表于 2012-10-12 12:49:01 | 显示全部楼层
学习.您不用急.慢慢来.  我应该急.马上照抄一台.
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 楼主| 发表于 2012-10-13 11:56:33 | 显示全部楼层
mzxwswswws 发表于 2012-10-13 10:51
好方案,可惜好像没短波,我对短波情有独钟,期待。。。。。。

说得是啊,当年也一门心思做过短波二次变频试验,一次变频用收录机的收音板混频输出1.7MHz中频(取消原450、455、465KHz滤波器),再利用车机高频头AM1700KHz接收、二次变频、检波输出,效果十分理想,后来买了两台短波机就暂停了。

all radio 800x600s.jpg

现在倒是想利用139A军机的调谐机构,装一台二次变频接收机,可以肯定性能不比成品短波机差。
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