АМ /SSB接收机的制作

liyf

    本接收机针对那些经验丰富的无线电爱好者，用于接收广播电台、业余电台及服务性电台长波、中波及短波波段的无线电信号。

    制作一台接收机的想法由来已久，但是互联网上和无线电杂志中却找不到成熟的电路结构或文章。既然没有令人满意的电路形式，那么就让我自己来设计、开发吧！首先确定以下条件：
——简单
——可行
——便宜
——尽可能好的指标
    尝试了许多所能做到的试验，最终从这些试验中确定了本文所介绍的电路，窃以为——本电路的设计非常成功，完全满足上述要求。接收机的制作简单可行，也没有使用什么非标准的滤波器和石英振荡。
接收机的技术指标：
工作频率 0.1 - 30 MHz 　
SSB灵敏度 < 0.5 mkV 　　
AM灵敏度 < 2 mkV 　
中频（变频）频率ПЧ：
1 - 61.925 MHz
2 - 10.7 MHz
3 - 455 kHz
（注：俄文字母ПЧ——中频或者是变频，由读者自己确定）
临频选择性：取决于455 kHz滤波器（这里选择性很大）
镜像频道选择性：
1 - 中频 > 80dB　　
2 - 中频 > 70dB
3 - 中频 > 70dB （很大程度上取决于滤波器10.7 MHz的品质）
合成器调谐步长：- 100 Hz – 1 kHz – 10 kHz - 100 kHz
2个可转换VFO
10单元不调电记忆
工作方式和频率显示精确度到1 kHz
АМ方式下精确显示频率，SSB下由455 kHz本振频率决定，在程序中不予考虑。
供电电压+12 V
外形尺寸：150 x 150 x 50 mm
功能示意图简单明了：

接收机电路原理图：

    接收信号经过外部（断开的）衰减器进入固定输入滤波器，长波、中波波段强台弱信号通过C3L2第二级高频滤波器顺利完成选择性，第七级低频滤波器（截止频率30 MHz）按照第一中频镜像频道实现选择性。接下来接收信号进入混频器DA1（型号：ADE–1E–SMD ，类似西方普通型号：SBL-1）。这个普通二极管混频器（制作的非常棒）可以按照规范电路用4个二极管和2个铁氧体线圈变压器自己制作。来自合成器的本振信号+7dBm进入混频器第二输入。频率转换的结果在混频器输出形成61.925 MHz第一中频信号，沿线路进入位于左侧三极管Q1的匹配增益限幅器，再进入第一中频带状滤波器，以便抑制10.7 MHz (40.525 MHz)第二中频镜像频道。
    滤波后的信号从三极管Q6第二脚进入第二混频器，第二脚进入的本振信号51.225 MHz （倍增器x5），从三极管Q4返回。L9C28回路解出的10.7 MHz第二中频信号进入第二中频滤波器，抑制第三中频455 kHz ( 10.245 – 0.455 = 9.79 MHz )的镜像频道。经过滤波，第二中频信号进入转发器Q8，然后进入集成电路DA2 TDA1083输入端（完全等同К174ХА10），经放大并进入集成电路内部混频器，本振信号10.245 MHz (Q2)也由此通过。455 kHz第三中频信号从集成电路第四输出经压电陶瓷滤波器进入TDA1083中频线路，并在这里完成放大、鉴频 。除此之外，信号从中频输出进入混频检波器（三级管Q13的第二脚），从第二脚（SSB方式下）进入本振信号455 kHz (Q11)。音频信号从场效应晶体管进入АМ/SSB (VD1VD2)方式下电子整流器和音量调节器，ЗЧ信号在TDA1083内部衰减。经过С42由扬声器或耳机放大、输出。
    三极管Q3 、Q5、 Q7为电子整流器。SSB开启信号从控制板进入接收机SSB 接头。为了转换（在必要情况下）单边带接收在Q9设置了电子开关，当接通USB /LSB接头лог.1 时，机壳上的С55电容接通，在中频滤波器АЧХ（自动频率同步）低斜面上的455kHz本振频率移动。三级管Q10 、Q12组成S-米波放大器。
合成器电路原理图：

    频率合成器按照单循环PLL合成器（最小调谐步长100Hz）电路图组装，本振使用DDS 频率合成器AD9835（最廉价的一种）。信号放大器组装在三级管Q1，借助变容二极管重新调整波长使其位于62.025–91.925 MHz之间。在Q3组成缓冲放大器，放大器信号从其输出端进入发射转发器Q4、Q5。从Q4输出进入接收机混频器，从Q5到频率分配器100（可以用其他现有的数字集成电路，只要具备2个条件：1. 脉冲数频率>100 MHz；2. 总的分解系数等于100 ）DD1, DD2 ,DD3。然后620250–919250 Hz频率信号进入频率-相位检波器DD4 ,DA3的一个输入端，从输出端失调信号进入信号放大器变容二极管，ФАПЧ闭合回路。来自DDS合成器本振信号频率620250–919250 Hz，经低频滤波器L3L4C11C14C19和Q2放大器进入频率-相位检波器的第二输入。信号放大器每调谐100Hz DDS频率改变1Hz。
频率-相位检波器电路借用此处： [url]http://www.cqham.ru/phaze_det.htm
    为了使DDS工作，石英振荡器频率一定要在50 MHz Y1。DDS控制信号由控制板沿第三导线进入。
控制模块电路原理图：

    控制模块使用最常见的PIC16F84A和两行LCD HD44780。电路很简单也不需过多的解释。
    飞梭使用机械式带内置按键旋钮（旧显示器上的），用起来非常顺手——按下飞梭可转换2 VFO-A/B，存储工作方式下纪录当前频率及AM或SSB工作状态至所选的存储单元。为了节省空间前面板只设置一个旋钮。
    其余的按键为普通形式，功能参照电路原理图上的名称：按键MODE/M > VFO 转换工作方式AM或者SSB，在存储工作方式下从存储记单元设置频率和AM或SSB工作状态到当前VFO。
    按键MEM开启存储工作方式，按键STEP/< MEM>转换调谐步长：100 Hz–1kHz–10kHz–100 kHz，在存储工作方式下选择存储单元：M_0-M_9循环。
    LCD显示频率、步长、工作方式及当前VFO，在存储工作方式下——存储单元号码。当打开接收机时设置接收频率14200 kHz、SSB工作方式及当前VFO_ A。
    还要补充一下，当第一次开机时（PIC16F84A经过编程后）PIC EEPROM 为存储工作方式，显示状态（1），以便修正接收机的存储记忆，然后按照上述步骤存入您所选择的频率。
关于程序：
很多子程序从这里获得：
http://www.elektronikschule.de/~krausg/Longwave/Collection/Signal_Sources_and_Oscillators/DDS%20VFo/DDS%20VFO.htm
    程序做得很好，所有存在的问题已被修正，运行很稳定。
结构：
接收机由3块电路板组成
——接收机主板
——合成器
——控制板
    合成器和控制板用模板电路板制作，因为在制作过程中要不只一次的改变线路和步骤。
    接收机用单面印刷电路板制作（使用专门的非一次性转印工艺，借助电烙铁用激光打印机打印在玻璃酚醛塑料薄片上），再插接上SMD贴片元件。几乎所有使用的电阻、电容尺寸都是0603。电路板尺寸100x50mm。
    10.7 MHz和455 kHz中频振荡电路来自工业接收机成品，所以没有提供绕缠数据（在TDA1083上Datasheet有）。
    第一中频61.925 MHz和频率倍增器L7C27振荡回路取自MOTOROLA公司的老电台，在直径5mm带微调铁芯的骨架上缠绕5匝。FL1 、FL2中频滤波器和10.245 MHz石英振荡也取自那里。
线圈L5 、L6用直径0.5mm导线绕8匝。L5抽头从中间出，线圈L7是12匝，抽头从中间出。其余的线圈是成品SMD，在电感电路图上已被标出。
    还想提醒一下，最好是使用SMD元件，但是不一定非用不可，接收机也可以使用普通元件组装，在这种情况下要修改一下印刷板。频率合成器电流放大线圈为无骨架形式，内径6mm，直径0.5mm导线绕10匝，抽头从第3匝出。这些数据一般由所使用的变容二极管的型号以及它们的数量决定，所有这些要在调整电流放大器时进行匹配，以便在改变变容二极管（C5）电压时（从1到7伏），保证所有电流放大器工作波段（62.025–91.925 MHz）的（弧络）。
接收机外形结构照片：

    遗憾的是由于前面板空间不够，不得不放弃S –米波段（性能可靠、效果更好）。
    还应注意到，接收机备有50欧姆阻抗标准输入端口，用于外接天线工作。在室内或者使用拉杆天线的情况下，为了提高接收灵敏度，建议在接收机输入端使用信号转发限幅器用来匹配低阻抗天线输入。

    更详尽的叙述接收机的调试细节没有太大意义，因为接收机是针对那些经验丰富、训练有素的无线电爱好者，必要的仪器和调试技能，想必对他们来说以上这些信息已经足够了。
    最后，我想补充的是，接收效果对比稍显过时但是性能还是足够好的TS-830S接收机，在使用GP天线20м波段情况下，仅仅是在邻频选择性上稍逊一筹，原因是接收机中使用了（宽的） 455 kHz中频滤波器（通过频带大约是5 kHz）。其他方面，主观认为，无论是动态范围、灵敏度还是音质，一点都不差！
    资料中提供一段接收机在坏天气下的音频录音文件，使用GP天线20м波段。   

作者：（俄）谢尔盖 4z5ky@mail.ru
翻译：kmzkdd  pcru51@hotmail.com

张伟工作室

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李小路

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