Самодельные КВ и УКВ конвертеры для АМ и ЧМ радиоприемников

В практике радиоприема нередко возникает необходимость преобразовывать сигналы одной частоты в другую. Например, частоты радиостанций КВ-диапазона в частоты СВ-диапазона, частоты УКВ-диапазона - 65-74 МГц в УКВ-диапазон частот 87-108 МГц и наоборот. Это расширяет возможности существующих радиосредств.

Например,прослушивать радиостанции КВ-диапазона на радиоприемниках, имеющих СВ-диапазон, использовать импортные радиоприемники для прослушивания радиостанций в отечественном диапазоне и отечественных радиоприемников для приема радиостанций западного стандарта час-ми, Нередко возникает проблема преобразования частот в рамках одного на кого-нибудь диапазона: КВ - в КВ, УКВ - в УКВ и т.д.

Что такое радиоконвертер

Поставленные задачи наиболее просто решаются использованием специальных устройств - радиоконвертеров, называемых обычно просто конвертерами. Эти устройства преобразуют сигналы из одних частот в другие.

Обычно используют конвертеры для преобразования радиосигналов в диапазонах СВ и КВ (сигналы с амплитудной модуляцией) и УКВ (частотная модуляция). Такие конвертеры часто называемым , соответственно, АМ- и ЧМ-конвертерами. Хотя встречаются АМ-устройства - для УКВ-диапазона и ЧМ - для КВ-, СВ- и даже для ДВ-диапазона.

Конвертер, как правило, представляет собой супергетеродинный радиоприемник с обычно неперестраиваемым гетеродином. Кстати, достаточно часто конвертеры имеют коэффициент усиления больше единицы, т.с. производят усиление сигнала. За счет преобразования радиосигнала повышается общая помехозащищенность радиоприема.

В основе схемы конвертера обычно лежит схема смесителя и генератора (гетеродина), осуществляющих преобразование частоты сигнала. Принцип преобразования основан на получении разности или суммы частот входного сигнала и частоты гетеродина: разность - для преобразования из большей частоты в меньшую, сумма - из меньшей частоты в более высокую. Полученная разностная (или суммарная) частота и является выходным сигналом конвертера и, соответственно, входным сигналом для последующего приемника.

Генераторы для конвертеров

На рис.1 представлены примеры типовых схем генераторов, часто используемых в гетеродинах конвертеров. Для обеспечения предварительного усиления входных радиосигналов в составе конвертеров применяют одно- или многотранзисторные усилители высоких частот - УВЧ.

Рис.1. Примеры схем генераторов, используемых в гетеродинах конвертеров.

На рис.2 и 3 представлены несколько вариантов схем АМ-конвертеров, осуществляющих преобразование радиосигналов из диапазона сигналов КВ в радиодиапазон СВ. При этом приведены два варианта схем и конструкций конвертеров: первый - настройка на частоты радиостанций СВ-радиоприемником, второй - элементами конвертера при фиксированной настройке радиоприемника.

Выбирая схему конвертера, следует учитывать, что первый вариант проще и дешевле второго.

Схема АМ-конвертера (КВ в СВ)

На рисунке 2 представлена одна из схем АМ-конвертера (КВ в СВ) с настройкой на необходимую частоту (радиостанции КВ-диапазона) СВ-радиоприемником.

Рис.2. Схема АМ-конвертера ( КВ в СВ ) с фиксированной частотой гетеродина.

Данный конвертер обеспечивает радиоприем КВ-радиостанций в четырех поддиапазонах:

• 14м,
• 20м,
• 25м,
• 41м.

Конвертер состоит из гетеродина (Т2) и усилителя-смесителя (Т1). Гетеродин выполнен по схеме индуктивной трехточки. Напряжение гетеродина подается в эмиттерную цепь смесителя.

Входной контур (L1, L2-С7С8/С11С12/С15С16/С19С20) - широкополосный, настроен на середину каждого КВ-диапазона (14 м, 20 м, 25 м, 41 м).

Контур гетеродина настраивается так, чтобы при настройке на среднюю частоту каждого КВ-поддиапазона на выходе конвертера получились разностные составляющие с промежуточной частотой, находящейся в середине средневолнового диапазона. Выбор соответствующего поддиапазона осуществляется с помощью переключателя.

Выход конвертера подключается к антенному входу СВ-радиоприемника. В качестве антенны конвертера используется отрезок медного провода.

Радиоэлементы:

• R1=15к, R2=10к, R3=300, R4=1 к, R5=6.2к, R6=3к, R7=13, R8=1к, R9=27;
• С1=10н, С2=6.8н, С3=10н, С4=10н, С5=10н, С6=6.8н, С7=30, С8=6-25, С9=47,
• С 10=6-25, С11=47, С12=6-25, С13=91, С14=6-25, С15=180, С16=6-25,
• С17=220, С 18=6-25, С19=390, С20=6-25, С21=620, С22=6-25;
• Т1,Т2 - ГТ310И или аналогичные, могут быть использованы кремниевые транзисторы, например, КТ3107, КТ361 и т.д.
• Конденсаторы типа КЛС, КМ, КД и т.д.

Катушки наматывают на каркасах 5 мм. L1, L2 размещены на общем каркасе на расстоянии 5 мм одна от другой.

• L1 - 22 витка ПЭЛШО - 0,2 внавал, ширина 5 мм.
• L2 - 8 витка ПЭЛ 0.64, с шагом 1,5 мм.
• LЗ - 13.5 витка ПЭЛ 0,41, с шагом 0.5 мм, отводы от 0,5 и 8,5 витков, считая от заземленного вывода.
• L4 - дроссель, 60 витков ПЭЛ 0,12, внавал, ширина 10 мм.

Переключатель КВ-поддиапазонов Б1 - П2К.

АМ-конвертер (КВ в СВ) на 5 диапазонов

На рисунке 3 представлен еще один вариант АМ-конвертера (КВ в СВ) с фиксированной частотой гетеродина и настройкой СВ-радиоприемником.

Рис.3. Схема АМ-конвертера ( КВ в СВ ) с фиксированной частотой гетеродина.

Этот конвертер обеспечивает радиоприем КВ-радиостанций в диапазонах:

• 25м,
• 31м,
• 41м,
• 49м,
• 52м.

Радиоэлементы:

• R1=47к, R2= 10к, R3=330, R4=1к, R5=51 к, R6=10к,
• R7=1,2к, R8=1.2к, R9=510, R10=1,2к, R11=33к, R12=10к;
• С1=10-30, С2=20, С3=27, С4=51, С5=75, С6=82, С7=1н-6,8н,
• С8= 1 н-6,8н, С9=1н-6,8н, С10=91-220, С11=6.8н-15н, С12=16,
• С13=24, С14=43, С15=56, С16=62, С17=47, С18=3н-10н,
• С19=3н-10н, С20=10-50мкФ;
• Т1,Т2,ТЗ - ГТЗ10И, ГТЗ13 или аналогичные, могут быть использованы, КТ3107, КТ361 и т.д.

Конденсаторы типа КЛС. КМ, КД и т.д.. С20 - К50-6, К53-14 и др.

Катушки наматывают на каркасах диаметром 7 и высотой 10 мм. Подстройка - ферритовые сердечники диаметром 5 мм. Катушки L1, L2 и LЗ, L4 расположены на общих каркасах.

Намоточные данные катушек:

• L1, L3 - 25 витков ПЭВ 0,3,
• L2, L4 - 6 витков ПЭЛШО 0,12.

АМ-конвертер (КВ в СВ) с перестраиваемыми частотами

На рис. 4 представлен один из вариантов АМ-конвертера (КВ в СВ) с перестраиваемыми частотами входного контура и гетеродина и фиксированной выходной частотой (СВ). Этот конвертер обеспечивает радиоприем КВ-радиостанций в диапазонах: 25 м, 31 м, 41 м, 49 м, 52 м.

Рис.4. Схема АМ-конвертера (КВ в СВ) с фиксированной выходной частотой (СВ) и с перестраиваемыми частотами входного контура и гетеродина.

Радиоэлементы:

• R1=47к, R2=10к, R3=1.2к, R4=1.2к, R5=820,
• R6=510, R7=1,2к. R8=33к, R9=10к, R10= 150;
• С1=10-30, С2=5-380, С3=1н-6.8н, С4=6.8н-15н,
• С5=1н-6,8н,С6=3н, С7=47, С8=5-380, С9=6,8н-15н, С10=10-50мкФ;
• Т1,Т2 - ГТ310И, ГТ313 или аналогичные, могут быть использованы, КТ3107, КТ361 и т.д.

Конденсаторы типа КЛС, КМ, КД и т.д., С10 - К50-6. К53-14 и др. Катушки наматывают на каркасах диаметром 7 и высотой 10 мм. Подстройка - ферритовые сердечники диаметром 5 мм.

• L1, L2 и LЗ, L4 расположены на общих каркасах.
• L1, LЗ - 25 витков ПЭВ 0,3,
• L2, L4 - 6 витков ПЭЛШО 0,12.

Следует заметить, что приведенный конвертер с перестраиваемыми частотами входного контура и фиксированной выходной частотой фактически является обычной и стандартной частью супергетеродинного радиоприемника и всегда присутствуют в его составе. Это его УВЧ и гетеродин. Для такого узла выходная частота составляет стандартную фиксированную величину - 465 кГц.

Схемы УКВ ЧМ конвертеров на полевых транзисторах

В последнее время более широкое распространение получили ЧМ-конвертеры УКВ-диапазонов. Это объясняется сравнительно простыми схемами, конструкциями, малыми габаритами и высоким качеством радиопередач, связанных с особенностями ЧМ-модуляции.

На рисунке 5 представлены схемы ЧМ-конвертеров, осуществляющих преобразование радиосигналов из диапазона 65.8-73 МГц в диапазон частот 95.8-103 МГц. Данные устройства позволяют прослушивать радиостанции традиционного отечественного диапазона на импортных радиоприемниках и магнитолах.

В схеме конвертера - рисунке 5 (а) использованы два полевых транзистора. На Т1 собран усилитель и смеситель, на Т2 - гетеродин. Частота гетеродина - 30 МГц.

Частота выходного сигнала равна частоте входного плюс частота гетеродина.

Ввод данного устройства подключается к антенне, в качестве которой может быть использована телескопическая антенна или кусок толстого медного провода. Выход конвертера подключается к антенному входу' или непосредственно к телескопической антенне используемого радиоприемника.

Рис.5. Схемы УКВ-ЧМ-конвертеров с использованием полевых транзисторов (65.8-73 МГц в 95.8-103 МГц).

Радиоэлементы:

• R1=1к, R2=2к, R3=100к;
• С1=33, С2=6,8н, С3=100, С4=51, С5=100, С6=6,8н;
• Т1,Т2 - КП303Г,В,Д, можно использовать полевые транзисторы КП307, КП302 и др.

Конденсаторы типа КЛС, КМ, КД и т.д. L1, L2 - на каркасах диаметром 4-5 мм длиной 8-10 мм, провод ПЭВ-2 0,3-0,4: L1 - 1+4 витков, L2 - 2+8 витков, подстроечники - латунные.

Настройка УКВ конвертеров производится по следующему принципу: подстроечником катушки L2 устанавливается частота гетеродина равной 30 МГц, с помощью подстроечника L1 входной контур настраивается на середину отечественного диапазона.

Приведенную схему можно использовать как для преобразования радиочастот из отечественного диапазона (65-73 МГц) в зарубежный (87-108 МГц), так и наоборот - из 87-108 МГц в 65-73 МГц. Данный конвертер можно использовать и для других частотных диапазонов. В этих случаях параметры используемых контуров и частоты гетеродина конвертера корректируют в зависимости от выбранных частот входного и выходного сигналов.

На рисунке 5 (б) приведена схема конвертера повышенной чувствительности. Для этого к схеме конвертера, представленной и описанной выше, добавлен усилитель высокой частоты на р-п-р транзисторе. Для обеспечения преемственности описания в новой схеме сохранена нумерация сходных элементов предыдущей схемы рис.3 (а).

Радиоэлементы:

• R1=1к, R2=2к, R3=100к, R4=6.8к, R5=360, R6=16к, R7=100к-1М, R8=100-300;
• С1=33, С2=6.8н, С3=100, С4=51, С5=100, С6=6.8н, С7=47-100, С8=33, С9=36-100, С10=160-360, С11=1н-10н;
• Т1, Т2 - КП303Г,В,Д, можно использовать полевые транзисторы КП307, КП302 и др.
• Т3 - КТ3127, КТ3128 или аналогичные, могут быть использованы транзисторы ГТЗ13.

Конденсаторы типа КЛС, КМ, КД и т.д. L1, L2, LЗ - на каркасах диаметром 4-5 мм длиной 8-10 мм, провод ПЭВ-2 0,3-0,4 мм; L1, LЗ -1+4 витков, L2 - 2+8 витков, подстроечники - латунные.

Схемы УКВ ЧМ конвертеров на биполярных транзисторах

На рис.6 приведены схемы УКВ-конвертеров на биполярных транзисторах. Приведенные параметры радиоэлементов предназначены для преобразования частот диапазона 65-73 МГц в 87-108 МГц. Это позволяет принимать на импортные радиоприемники передачи отечественных радиостанций.

Схемы отличаются доступностью деталей, простотой конструкций и настройки.

Рис.6. Схемы УКВ-ЧМ-конвертеров на биполярных транзисторах (65-73МГц в 95.8-103МГц).

Радиоэлементы для схемы рисунка 6 (а):

• R1=150к, R2=1,6-2,2к, R3=150к, R4=1.6-2.2к,
• R5=470-560, R6=16к, R7= 10к;
• С1=24, С2= 100-150, СЗ=100-150, С4=100-150,
• С5=5-20, С6=10,С7= 10-50, С8=100-150, С9=1н-10н, С10=1н-2н;
• Т1,Т2,ТЗ - ГТЗ11И или аналогичные, могут быть использованы кремниевые транзисторы, например, КТ368 или КТЗ102.

Конденсаторы типа КЛС, КМ, КД и т.д.

L1, L2 - бескаркасные, диаметр намотки соответственно 3 и 6 мм, для первой - 10 витков провода ПЭВ 1,0, второй - 6 витков ПЭВ 1,0 с отводом от второго сверху (по схеме) витка. LЗ, L4 - на каркасе диаметром 4-5 мм длиной 8-10 мм, провод ПЭВ-2 0,3-0,4, LЗ - 4 витка, L4 -10 витков, подстроечник - латунный.

На печатной плате катушки L1 и L2 располагаются под углом 90 градусов друг к другу.

Радиоэлементы для схемы рисунке 6 (б):

• R1=150к, R2=1.6-2.2к, R3=150к, R4=1.6-2.2к, R5=470-560, R6=16к, R7= 10к;
• С1=24, С2=100-150, С3= 100-150, С4=100-150, С5=5-20, С6=10,
• С7= 10-50, С8= 100-150, С9=1н-10н, С10=1н-2н;
• Т1,Т2,ТЗ - ГТ311И или аналогичные, могут быть использованы кремниевые транзисторы, например, КТ368 или КТЗ102.

Конденсаторы типа КЛС, КМ, КД и т.д.

L1, L2 - бескаркасные, диаметр намотки соответственно 3 и 6 мм, для первой - 10 витков провода ПЭВ 1.0, второй - 6 витков ПЭВ 1.0 с отводом от второго сверху (по схеме) витка. LЗ - дроссель, индуктивность не менее 10 мкГн, эту катушку можно намотать на кольце 1000 НН диаметром 5 мм.

L4 - на каркасе диаметром 4-5 мм длиной 8-10 мм, провод ПЭВ-2 0,3-0,4, 10 витков, подстроечник - латунный. На печатной плате катушки L1 и L2 располагаются под углом 90-градусов друг к другу.

К недостаткам приведенных схем следует отнести, например, нестабильность частоты гетеродина. Это вызвано нестабильностью параметров LС-контура. Схему конвертера можно существенно улучшить, если работу гетеродина стабилизировать кварцевым резонатором.

На рисунке 6 (г) приведена схема улучшенного варианта конвертера УКВ-диапазона. Частота гетеродина стабилизирована кварцевым резонатором.

Радиоэлементы для схемы рис.6 (а):

• R1=150к, R2=1.6-2.2к, R3=150к, R4=1.6-2.2к, R5=470-560, R6=16к, R7=10к;
• С1=24, С2=100-150, С3= 100-150, С4=100-150, С5=5-20, С6=10,
• С7= 10-50, С8=100-150, С9=1н-10н, С10=1н-2н;
• Т1,Т2,ТЗ - ГТ311И, КТ368, КТЗ102 или аналогичные.

Конденсаторы типа КЛС, КМ, КД и т.д.

L1, L2 - бескаркасные, диаметр намотки соответственно 3 и 6 мм, для первой - 10 витков провода ПЭВ 1.0, второй - 6 витков ПЭВ 1.0 с отводом от второго сверху (по схеме) витка, L3, L4 - индуктивности не менее 10 мкГн, эти катушки можно намотать на кольцах 1000 НН диаметром 5 мм.

Q1 - кварцевый резонатор на частоту 22-36 МГц.

УКВ конвертеры на МОП транзисторах

На рисунке 7 представлены две схемы УКВ-конвертеров в конструкциях которых использованы полевые транзисторы с изолированными затворами - МОП-транзисторы. Это позволяет упростить схемы при повышении их качественных параметров.

Рис.7. Схемы УКВ-ЧМ-конвертеров на биполярных и МОП-транзисторах.

Гетеродины выполнены по стандартным схемам. МОП-транзисторы применены в УВЧ.

Радиоэлементы для схемы рис.3.7.а:

• R1=560-680, R2=5.1, R3=18к;
• С1=30, С2=30,03=100-300, С4=10,05=10-15, С6=1н-10н, С7=2н-6.8н;
• Т1 -КП305Ж, КП305Е, Т2 -П416, ГТЗ 10, ГТЗ 13, КТЗ68 или аналогичные.

Конденсаторы типа КЛС, КМ, КД и т.д.

L1, L2 - на каркасах диаметром 4-5 мм длиной 8-10 мм, провод ПЭВ-2 0,3-0,4; L1 - 1+4 витков, L2 - 5 витков, подстроечники - латунные. LЗ - на каркасе 6 мм от КВ контура радиоприемника, 2+9 витков провода ПЭВ 0,15-0,2.

На рисунке 7 (б) представлена схема аналогичного конвертера, отличающаяся от предыдущей наличием дополнительного УВЧ на транзисторе. Это позволяет повысить чувствительность конвертера.

Радиоэлементы для схемы рисунке 7 (б):

• R1=560-680, R2=5,1, R3=18к, R4=6.8к, R5=390, R6= 18к;
• С1=30, С2=30, C3=100-300, С4=10, C5=10-15, С6=1н-10н, С7=2н-6,8н, С8=30, C9=30-50, C10=300-510;
• Т1 - КП305Ж, КП305Е, Т2 - КТЗ68, П416, ГТЗ13, ГТЗ10 или аналогичные, Т3 - ГТЗ 10, КТЗ127А, КТЗ128А, КТ368 или аналогичные.

Катушки L1, L2 - на каркасах диаметром 4-5 мм длиной 8-10 мм, провод ПЭВ-2 0,3-0,4; L1, L4 - 1+4 витков, L2 - 5 витков, подстроечники -латунные. LЗ - на каркасе 6 мм от КВ контура радиоприемника, 2+9 витков провода ПЭВ 0,15-0,2.

Литература: Рудомедов Е.А., Рудометов В.Е - Электроника и шпионские страсти-3.