Приёмник К174ХА2

(рис 1.32,а,б)

Он предназначен для работы в радиовещательных приёмниках для приёма АМ сигналов. Микросхема работает на частотах до 30 МГц с усилением, обеспечивающим приём сигналов с отношением сигнал-шум на выходе 20 дБ при ЭДС в антенне менее 20 мкВ, а для сигнала 3 мВ отношение сигнал-шум составляет 54. При входном напряжении 20 мкВ выходное напряжение НЧ равно 60 мВ, а для входного напряжения 500 мВ при коэффициенте модуляции m=80% и коэффициенте гармоник на выходе 10% - 100 мВ.

Основные параметры приёмника: стабилизированное напряжение 3,5 В; напряжение питания 9 В; ток потребления от 5 до 16 мА; предельно-допустимое напряжение питания от 4,8 до 15 В. Микросхема имеет усилитель ВЧ с системой АРУ с коэффициентом усиления от 60 до 500. Выходной сигнал НЧ имеет коэффициент гармоник менее 10% для входного сигнала 0,3 В, менее 8% для сигнала 30 мВ, менее 3% для сигнала 1 мВ. Напряжение на выводах 1-6, 9, 11-13 равно 1 В. Входное сопротивление усилителя ВЧ на выводах 1, 2 равно более 3 кОм, а входное сопротивление усилителя ПЧ по выводу 12 равно более 3 кОм. Выходное сопротивление усилителя ПЧ по выводу 7 равно 60 кОм. Изменение выходного напряжения НЧ при изменении напряжения питания от 9 до 4,8 В при входном сигнале 10 мкВ составляет менее 6 дБ.

Сигнал с антенного контура подаётся на усилитель ВЧ, построенный в виде однокаскадного апериодического дифференциального усилителя на транзисторах VT3 и VT4. Регулировка усиления осуществляется комбинированным методом: за счёт управляемой отрицательной ОС через диоды VD4 и VD5 в эмиттерных цепях транзисторов и в коллекторных цепях – путём управляемого шунтирования нагрузки через диоды VD1-VD3. Ток диодов меняется усилителем постоянного тока на транзисторах VT1-VT3. Стабилизация входного каскада по постоянному току осуществляется через эмиттерный повторитель VT6. Смеситель микросхемы выполнен по двойной балансной схеме на транзисторах VT7-VT10 и VT11, VT12. Один из его выходов (15 или 16) может использоваться для включения контура детектора АРУ усилителя ВЧ, как показано на структурной схеме, а другой - для подачи сигнала ПЧ на пьезоэлектрический фильтр с помощью согласующего контура. Режим по постоянному току этого каскада устанавливается с помощью напряжения на диодах VD6-VD8.

Гетеродин в микросхеме строится на транзисторе VT13. Контур гетеродина подключается как внешний элемент. Усилитель ПЧ состоит из четырёх дифференциальных каскадов: первый каскад – транзисторы VT18 и VT19, второй – VT22 и VT23, третий – VT26 и VT27, четвёртый – VT29 и VT30. Первые три каскада имеют регулировку усиления через диоды VD15-VD20. Управляющий усилением сигнал подаётся с транзистора VT31. Этот транзистор совместно с транзисторами VT32-VT34 образует усилитель постоянного тока. С помощью этих цепей можно получить глубину регулировки усиления усилителя ПЧ более 60 дБ.

Регулировочные характеристики усилителей ВЧ и ПЧ показаны на рис. 1.33, а,б. Управляющее напряжение подаётся на выводы 3 и 9.

Применение микросхемы в качестве приёмника показано на рис. 1.32,в,г. Индуктивность катушки L1=36 мкГн; контур настроен на частоту 1,465 МГц, добротность контура – 50, коэффициент включения индуктивности равен 0,28; индуктивность катушки L2 имеет коэффициент трансформации 0,125; индуктивность катушки L3 равна 110 мкГн. Трансформатор рассчитан на приём сигнала с частотой 1 МГц. Индуктивность катушки L4 определяется коэффициентом трансформации, равным единице. Индуктивность катушки L5 равна 78 мкГн, контур с добротностью 50 рассчитан на частоту 465 кГц.

В приёмниках, где входной сигнал превышает 5 мВ, целесообразно применять двухпетлевую систему АРУ (рис. 1.32,г). Здесь два детектора АРУ: первый детектор – диод VD1 используется для выполнения регулировки в усилителе ВЧ, а второй – диод VD2 – в усилителе ПЧ. При малых уровнях входного сигнала (до 60 дБ) действует АРУ в усилителе ПЧ, при больших уровнях (до 40 дБ) – АРУ в усилителе ВЧ. Управляющие характеристики для двух систем АРУ показаны на рис.1.33,а,б. Необходимо иметь в виду, что тип диода, кремниевый или германиевый, влияет на уровень выходного сигнала микросхемы. Использование диодов VD1 (Д18) и VD2 (Д223) даёт передаточную характеристику 1, а использование диодов VD1 (Д18) и VD2 (Д223) – характеристику 2 (рис. 1.33,в). Три диода в детекторе АРУ усилителя ВЧ выбирается таким образом, чтобы начало работы АРУ в усилителе ВЧ по уровням входного сигнала совпадало с окончанием действия АРУ в усилителе.

Зависимость коэффициента гармоник в сигнале НЧ от амплитуды входного сигнала показана на рис. 1.33,г. На рис. 1.33,д показано влияние амплитуды сигнала гетеродина на крутизну преобразовательного каскада. Влияние постоянного напряжения U3 АРУ усилителя ВЧ на коэффициент усиления при различных напряжениях питания показано на рис. 1.33,е. Эти характеристики снимались на частоте 1 МГц при амплитуде сигнала гетеродина 50 мВ. Влияние постоянного напряжения U9 АРУ усилителя ПЧ на выходное напряжение U7 показано на рис. 1.33,ж при ПЧ сигнала 465 кГц и амплитуде 100 мкВ.

 Зависимость выходного сигнала усилителя ВЧ от напряжения АРУ на частоте 1 МГц и для НЧ сигнала 700 мкВ показана на рис. 1.33,з. Влияние амплитуды входного сигнала усилителя ПЧ с частотой 465 кГц на уровень сигнала АРУ представлено на рис. 1.33, и. Передаточная характеристика усилителя ПЧ с детектором для fпч=465 кГц, fнч=1 кГц и m=0,8 показана на рис. 1.33, к. Взаимосвязь между напряжением АРУ усилителя ПЧ и индикаторным напряжением по выводу 10 дана на рис. 1.33, л. На рис. 1.33,м влияние амплитуды гетеродинного сигнала на крутизну преобразования S=I15/U12, где I15 – ток на входе фильтра усилителя ПЧ и U12 – напряжение на входе усилителя ВЧ. Характеристики снимались для fвч=1 МГц, fнч=40 кГц, U3=0. Влияние значения мощности входного сигнала Pgmax=(Uq0**2)/(4*Rg) (где Uq0 – амплитуда входного сигнала и Rg – внутреннее сопротивление источника сигнала) на отношение сигнал-шум на выходе микросхемы для fвч = 1 МГц, fнч = 1 кГц и m = 0,3 показано на рис. 1.33,н. Изменение потребляемого тока от питающего напряжения показано на рис. 1.33,л. На рис. 1.33,п показано изменение напряжения НЧ от амплитуды входного сигнала при различных питающих напряжениях. На рис. 1.33,р показана взаимосвязь коэффициента усиления усилителя ПЧ от управляющего напряжения на выходе 9. Влияние управляющего напряжения (вывод 3) на усилителе ВЧ показано на рис. 1.33,с. Эти характеристики снимались для сигнала ПЧ 465 кГц. Практическая схема включения микросхемы и её характеристики в зависимости от амплитуды входного сигнала показаны на рис. 1.34,а-в.

Использование микросхемы в качестве усилителя-преобразователя для приёмника различного назначения показано на рис. 1.34,г,д. На рис. 1.34,г изображена схема приёмника АМ сигнала с несущей частотой 1 МГц и m=0,3. Чувствительность приёмника равна 600 мкВ/м при отношении сигнал-шум на выходе 20 дБ. На рис. 1.34,д показан приёмник для входных сигналов с несущей частотой 27 МГц. В этой схеме используется гетеродин на транзисторе с кварцем. Сигнал гетеродина на выводе 4 равен 150 мВ. Сигнал ПЧ выделяется на фильтре C7-C9 L4 L5 L6, где сигнал ослабляется на 20 дБ. Ширина полосы пропускания равна 5 кГц. Для этих параметров приёмник обладает чувствительностью 2 мкВ. Параметры индуктивностей следующие: L1, L2 -13 витков, L3 – 5 витков диаметром 0,2 мм.

Схема приёмника прямого усиления показана на рис. 1.34,е. Частота входного сигнала равна 200 кГц. Полоса пропускания с учётом входных фильтров и фильтров усилителя ВЧ равна 2 кГц. Ослабление сигнала при расстройстве на 15 кГц составляет 75 дБ. Минимальный сигнал на входе равен 1,5 мкВ. Приёмник имеет два выхода: на выходе 1 имеется прямоугольный сигнал с частотой 200 кГц, на выход 2 выдаётся сигнал модуляции несущей частоты.

На рис. 1.34,ж показана практическая схема применения микросхемы в приёмнике. В этой схеме избирательность по соседнему каналу составляет 35 дБ. Полоса пропускания по выходу равна 10 кГц. Коэффициент гармоник при глубине модуляции входного сигнала 80% составляет 3%. Сигнал гетеродина на выводах 4 и 5 составляет 100…150 мВ. Амплитуда выходного сигнала НЧ более 100 мВ. На схеме L1=560 мкГн, L2=4,7 мГн, а остальные контуры имеют индуктивность согласно выбранному диапазону частот с учётом номиналов конденсаторов. Контур L14, C29 настроен на частоту 5 кГц.

На микросхеме рис. 1.34,з собран ВЧ тракт, состоящий из усилителя ВЧ, двойного балансного смесителя, усилителя ПЧ и усилителя постоянного тока системы АРУ. Настройка на сигналы станции осуществляется с помощью варикапной матрицы. Двумя параллельно включёнными варикапами матрицы перестраивается входной L1C1C2 и гетеродинный L3C4C5 контуры. Смеситель нагружен на резисторы R10 и R12 и пьезокерамический фильтр Z1, настроенный на ПЧ 465 кГц. Выделенный фильтром сигнал ПЧ через катушку связи L5 поступает на фильтр ПЧ L6C17C18 и далее на вход усилителя ПЧ микросхемы, на фильтр L7C7 и на детектор. Выделенный сигнал через резистор 39 кОм поступает на усилитель АРУ.

Приведенная на рис. 1.34,и схема приёмника на фиксированную частоту состоит из предварительного усилителя на транзисторе VT1. Сигнал с контура L3C4 поступает на микросхему. Здесь он взаимодействует с сигналом гетеродина, который формируется в контуре L5, C8 с подстройкой по частоте потенциометром R7. Сигнал ПЧ (вывод 15) поступает на фильтр R17, R18, C16-C18. Сигнал НЧ формируется в цепи R14, C12 и поступает на усилитель VT2. Для регулировки чувствительности приёмника служит потенциометр R9. Параметры индуктивностей и контуров указывать нецелесообразно, поскольку они выбираются согласно заданной несущей частоте входного сигнала. Чувствительность приёмника составляет 3…5 мкВ.

На рис. 1.34,к показана схема включения микросхемы с предварительным усилителем на транзисторе VT. Селекция входного сигнала осуществляется контуром L2C1C2.1. Резонансная частота контура определяется конденсатором С2.1. Гетеродинный сигнал формируется в контуре L3C3C5. Сигнал разностной частоты выделяется контуром L5, C9 и последующим фильтром Z1. Сигнал в узкой полосе подаётся на усилитель ПЧ (вывод 12). Выходной контур усилителя L7C15 передаёт сигнал на детектор, где выделяется НЧ сигнал. С помощью RC фильтра выделяется напряжение АРУ и подаётся на вывод 9.

При отсутствии входного сигнала на выводах должны быть постоянные напряжения:

На рис. 1.34,л показана схема приёмника, который рассчитан на приём сигналов с частотой до 10 МГц. Входной сигнал с антенны поступает на потенциометр R1 и через систему связанных фильтров проходит в усилитель на транзисторе VT. С помощью входных контуров обеспечивается необходимая селекция входного сигнала. Далее входной сигнал на микросхему DA1, где он взаимодействует с сигналом гетеродина, который формируется в контуре L8C14. Частота контура подстраивается варикапом с помощью потенциометра R5. Разностный сигнал с частотой 1 кГц выделяется в контуре L10C16 и через вывод 12 поступает на вход усилителя ПЧ, который обеспечивает усиление около 1500. Выходной контур усилителя ПЧ L11C18 выделяет полезный сигнал и подаёт на ОУ DA2, где он дополнительно усиливается. С помощью потенциометра R10 можно менять чувствительность приёмника, которая составляет около 0,1 мкВ. При приведенных на схеме номиналах элементов стабильность частоты достигается 6 Гц в минуту.

На рис. 1.34,м показано подключение дополнительного фильтра Z1 к выходу микросхемы, что обеспечивает лучшую селекцию сигналов ПЧ. Транзистор VT обеспечивает дополнительное усиление.

Motorola намерена создать мобильник стоимостью 2 доллара / 06.03.2007

Motorola представила четыре новых телефона / 14.02.2007

USBCELL – аккумулятор для мобильника с зарядкой от USB / 22.09.2006,