OK1NOP Site

QTH: Březí, Loc: JO70IA, WAZ: 15, ITU: 28

  • Zvětšit velikost písma
  • Výchozí velikost písma
  • Zmenšit velikost písma
Home Projekty Projekty - články Pulzy sčítající FM přijímač s elektronkami

Pulzy sčítající FM přijímač s elektronkami

Email Tisk PDF

IMG 2261Před více jak rokem jsem při procházení internetu objevil stánky Johna, na kterých popisuje stavbu tohoto přijímače. Při prvním pohledu na jeho zapojení se mi Pulse counting receiver (jak se přijímač jmenuje v originále), jevil jako nefunkční hloupost a šel jsem dál. Ale zvědavost mi nedala a mě stále více zajímalo, jak tento přijímač může v praxi fungovat. Proto jsem se porozhlédnul po internetu, zda se pokusil také někdo jiný přijímač s úspěchem postavit. Ukázalo se, že těchto přijímačů bylo postaveno již mnoho. Vlastně to byl v 60tých letech v Anglii velmi oblíbený způsob jak přijít k levnému VKV FM mono přijímači v Hi-FI kvalitě. Nakonec jsem se tedy rozhodnul přijímač postavit a vyzkoušet jak v praxi funguje. Výsledek mě natolik překvapil, že se Vám pokusím své snažení dále popsat.


 

Na úvod článku, bych rád zdůraznil, že přes výhody které níže popsaný přijímač nabízí, má i mnoho nevýhod pramenících jak z jeho jednoduchosti, tak i z principu na kterém pracuje. Ovšem nějaké ty mouchy, myslím můžeme těm sedmi elektronkám a jednomu rezonančnímu obvodu, prominout…


Jak přijímač hraje si lze poslechnout na youtube, nahrávka z mobilního telefonu není zrovna moc kvalitní, ale pro představu bude stačit. http://www.youtube.com/watch?v=hZjDmox4QzA

IMG 2258

Výhody:

  • Překvapivě dobrá citlivost a selektivita (v Praze naladím cca 12 FM stanic na 1m drátu na místo antény, z toho cca 8 stanic v perfektní zvukové kvalitě, bez rušení šumů apod.)
  • V případě mé konstrukce je dobrá i kmitočtová stabilita, přijímač se ani po 5 hodinách provozu nikam neodladí a po jeho vypnutí, vychladnutí a opětovném zapnutí, zase pokračuje v produkci předchozí naladěné stanice a to bez potřeby cokoliv dolaďovat.
  • Jediná cívka (4 závity, 1mm drátu na průměru 10mm) s tou obsáhneme celý VKV FM rozsah 88 – 108MHz, žádné další cívky nepotřebujeme. Tři použité tlumivky lze zakoupit v obchodě za pár korun.
  • Ke stavbě využijeme dostupné součástky (ze šuplíkových zásob) a běžné elektronky, snad jen elektronka ECF80 (6BL8) se u nás zřejmě nesežene, nicméně má přímou náhradu v podobě sovětské 6F1P, kterou již není problém si opatřit.
  • Přijímač při pečlivém zapojení funguje ihned po zapnutí, bez potřeby cokoliv slaďovat jako je v případě klasického superhetu, kde musíme nastavovat mnoho obvodů. Zde je třeba jen změnou délky cívky rozprostřít VKV pásmo po celém rozsahu ladícího kondenzátoru.

Nevýhody

  • Zvukový výstup je pouze mono. Ačkoliv proběhly pokusy s připojením stereo dekodéru, není použitý princip demodulace pro dekódování stero signálu vhodný a výstupní signál z mezifrekvence nemá dostatečnou šířku pásma pro přenos složky stereo signálu.
  • Každou stanici naladíme dvakrát velmi blízko sebe. To nevadí v případě větších rozestupů, kdy jsou stanice vzdáleny o cca 500kHz a více. Bohužel v případě malého rozestupu VKV FM stanic je jejich příjem znemožněn. To je dáno principem zapojení a jednoduchostí příjímače, viz dále...

 PCRX

Schéma pulse counting receiveru převzaté ze stránek Johna viz. http://members.iinet.net.au/~cool386/pcrx/radiox.jpg

Jak pracuje pulse counting receiver:

V podstatě vidíme na schémátku jednoduchý superhet, tedy: oddělovač antény s regulací zisku, osciátor/směšovač (autodyn), dva mezifrekvenční stupně a omezovač (limiter). Za omezovačem by v případě klasického superhetu, měl následovat buď poměrový, fázový nebo kvadraturní detektor. Nám zde, ale následuje něco, co se dá popsat jako převodník frekvence na napětí. John to na svých stránkách trefně přirovnává k otáčkoměru. Na dvojité diodě EAA91 se zbavíme záporných pulzů z omezovače a těmi kladnými nabíjíme malý kondenzátor s vybíjecím odporem, čím vyšší máme frekvenci kladných pulzů, tím vyšší máme na detektoru/kondenzátoru napětí a naopak při nízké frekvenci pulzů budeme mít napětí nižší. Tento derivační článek (převodník frekvence/napětí) je vhodný pouze pro nízké kmitočty, obvykle do stovek kHz. Takto nízký MF kmitočet nám navíc usnadní i zapojení vysokofrekvenční a mezifrekvenční části přijímače. V případě mezifrekvenčního zesilovače se díky nízkému MF kmitočtu obejdeme bez rezonančních obvodů. Na jejich místo použijeme RC členy.

PCMF

Princip mezifrekvenčního zesilovače s RC vazbou mezi stupni.

Dvoustupňový MF zesilovač:

John uvádí, že zisk mezifrekvenčního zesilovače je asi 4000 a jeho minimální vstupní napětí, pro optimální výkon omezovače a následujícího detektoru, by mělo být alespoň 1mV. Samokmitající směšovač před mezifrekvencí má naštěstí dostatečný zisk a tak nám toto zesílení v MF části plně dostačuje. Samotné provedení mezifrekvenčního zesilovače bez cívek vlastně není nic záhadného. Pokud vezmeme v úvahu nízký pracovní kmitočet a vnitřní kapacity použitých elektronek v kombinaci s odpory a kondenzátory mezi jednotlivými stupni.

Elektronka EF80 má před mřížkou v sérii zapojený odpor 4k7, což ve spojení s kapacitou elektronky a vysokým odporem 18k v anodě vytváří RC člen (dolní propust) poblíž kmitočtu 250kHz. Naopak výstupní vazební kondenzátor 270pF s mřížkovým odporem 100k nám zase funguje jako RC člen (horní propust) a odřezává kmitočty pod 20 kHz, viz obrázek.

 OSCPCRX2

Několik obrázků z osciloskopu, kmitočet pulzů je samozřejmě proměnný FM (takže se nám to hejbe!) :-)


Další části přijímače:


Následující omezovač s třetí EF80, pak pracuje již běžným způsobem. Nízký MF kmitočet nám navíc dovoluje použití samokmitajícího směšovače (tzv. Autodyn), ve vstupní časti. V tomto samokmitajícím směšovači používáme jen jednu cívku společnou jak pro oscilátor, tak pro RF signál (rozdíl kmitočtu oscilátoru a kmitočtu přijímané stanice je minimální (250kHz při kmitočtech okolo 100MHz), takže nám jeden rezonanční obvod pro oba kmitočty bez problémů vystačí. Regulace nasazení oscilací a amplitudy oscilátoru se provádí změnou napětí na stínící mřížce, pomocí odporového děliče s potenciometrem P1.


Dále přijímač obsahuje obvod AVC z výstupu druhého MF zesilovače, který dodává záporné předpětí pro mřížku vstupního omezovače. Bez této vstupní triody by si v našem okolí zřejmě VKV FM rozhlas již někdo jiný nenaladil. Z obvodu AVC je vedeno také napětí pro indikaci vyladění, použil jsem magické oko EM84. Příklad jeho zapojení naleznete v jiném z Johnových přijímačů. Zbývá snad již jen NF zesilovač, já použil svou osvědčenou konstrukci s ECL82. Potenciometr pro regulaci hlasitosti by měl mít vysokou hodnotu, minimálně 470k, jinak by nám příliš zatěžoval samotný detektor. Kondenzátor detektoru by se nám vybíjel moc rychle a přijímač by nefungoval. Doporučuji koncový stupeň s NF předzesilovačem, protože výstupní signál není moc silný. Funkci přijímače zde popisuji jen velmi obecně a více podrobností, se lze dočíst na stránkách Johna. Na jeho webu je i velmi podrobný popis celé funkce pulse counting receiveru.

IMG 2261

Hotový přijímač v provozu...

Konstrukce a provedení samotného přijímače:

Mnou postavený přijímač je osazen elektronkami 6F1P, 3xEF80, EAA91, ECL82 a EM84. Jako nosná konstrukce (šasi) je použita hliníková tlakově odlitá krabička o rozměrech 171x121x51mm.

Všechny otvory jsou vyvrtány postupným vrtákem. Napájecí zdroj není součástí přijímače a jeho připojení je realizováno pomocí staré oktalové patice, sloužící jako více-pinový konektor pro napájení a reproduktor. Spotřeba přijímače je cca 2650mA na žhavení 6,3V a žhavení je společné pro všechny elektronky. Rozvod žhavícího napětí je proveden dvěma vodiči o průměru 0,7mm. Oba vodiče jsou zkrocené k sobě cca 3 otáčky na 1cm. U každé elektronky je pak připojen blokovací keramický kondenzátor 100nF a na elektronce 6F1P (VF část) je jeden z vodičů žhavení spojen s kostrou přístroje, viz obrázek. Odběr z anodového zdroje je při napětí 200V cca 60mA včetně koncové NF elektronky.

 

IMG 2219

Takhle vypadá rozvod žhavení...


Jako ladící kondenzátor jsem použil triálek 15pF, ale zapojena je jen jedna sekce. V podstatě lze použít jakýkoliv vzduchový ladící kondenzátor do 20pF důležité je aby měl pevnou mechanickou konstrukci. Pokud máte kondenzátor s vyšší kapacitou, je nutné zařadit do série s ním příslušnou kapacitu.

Výstupní transformátor jsem použil ze šuplíkových zásob, případně výborně vyhoví NF transformátorek ze staré lampové TV nebo rádia.

Montáž součástek je provedena volně s pomocí pájecích lišt rozmístěných uvnitř šasi. Je dobré dodržovat základní pravidla pro montáž VHF zařízení, to platí hlavně v obvodech oddělovače a směšovače/oscilátoru a doporučuji to i v případně MF zesilovače. Každý jednotlivý stupeň by měl mít svou společnou zem pro všechny jeho obvodové prvky. V případě VF části je nutné dodržet co možná nejkratší spoje. Celá konstrukce by měla být mechanicky pevná, atd.

Je dobré si rozmístění součástek alespoň předem načrtnout. Poté zvolit správné natočení patic elektronek, rozmístění pájecích lišt a umístění ovládacích prvků, případně konektorů. Já si občas pomáhám alespoň částečným načrtnutím osazovacího plánku.


IMG 2240

Pozor osazovací plánek není finální provedení a slouží jen pro ukázku přípravy rozvržení součástek. Některé součástky neobsahuje vůbec a některé prvky jsem nakonec zapojil jinak.

Pokud uvažujete o stavbě přijímače za účelem trvalého provozu, např. pro ozvučení pracovny apod, tak doporučuji zvolit o něco volnější rozmístění součástek (větší rozestupy elektronek), než je vidět na mé konstrukci. To je důležité hlavně s ohledem na teplo, které elektronky produkují. V případě, že bych již od počátku plánoval přijímač zavřít do skříňky, tak by byl s teplem zřejmě problém. To jsem, ale od počátku neplánoval a mohl jsem tedy při stavbě zvolit poměrně těsnou montáž.

Nezapomeňte, že vazební kondenzátory by měli přestát plné anodové napětí, do doby než se elektronky nažhaví. Rezistory musí být dimenzovány na výkonovou ztrátu v katodových obvodech a v obvodech napájecích děličů. Elektrolitické kondenzátory je dobré umístit dále od zdrojů tepla, atd…


Kde co sehnat:


Použité součástky jsou běžných hodnot a snad s vyjímkou ladícího kondenzátoru lze sehnat vše bez větších problémů. Po ladícím kondenzátoru se rohlédněte na bruzách, aukru, ebay a pod, vyhoví i většina typů ze starých radio přijímačů s rozsahem VKV. Případně lze realizovat přijímač za použití varikapu a několika drobných změn v zapojení, ale pak už nebude Váš přijímač křemíku-prostý :-)


  • Tlumivka 8,2uH, výrobce: BOURNS typ: 8230-42-RC - dodává TME.CZ
  • Tlumivka 15uH, výrobce: BOURNS typ: 9250A-153-RC - dodává TME.CZ
  • Tlumivka 1mH, výrobce BOURNS typ:4652-RC- dodává TME.CZ
  • Krabička je také z TME, značka výrobce HAMMOND, rozměry 171x121x51mm - Typ: HAMMOND 1550WE
  • Všechny elektronky a patice k nim, je možné zakoupit v obchodu www.patice.eu
  • Pájecí lišty dodává GES, případně je lze zakoupit po burzách nebo na ebay.
  • Cívku rezonančního obvodu navineme 1mm silným postříbřeným drátem, na vrták o průměru 10mm a roztáhneme ji na délku cca 8 – 10mm.
  • Výstupní tranformátorek, doporučuji zakoupit na burzách z nějakého vraku rozhlasového přijímače. Případně lze přijímač zakončit linkovým audio výstupem a použít externí zesilovač.

Závěr:

Popisovaný přijímač mě mile překvapil svým věrným přednesem, bezproblémovým oživením, svou kmitočtovou stabilitou a citlivostí. S ohledem na fakt, že obsahuje pouze sedm elektronek a jeden laděný obvod, je skoro až neuvěřitelné jak dobře hraje. Navíc proladit si v dnešní době VKV FM rozhlasové pásmo pomocí ladícího kondenzátoru a ne tlačítky PLL syntézy nebo v případě starších přijímačů, proměnnou indukčností, je už celkem raritka. :-)


IMG 2260

Pohled na příjímač ze spodu.

Použité zdroje (source):


Stránky Johna, podle kterých byl přijímač postaven:

http://members.iinet.net.au/~cool386/pcrx/pcrx.html

Další stránky konstruktérů podobných typů přijímačů:

http://philsvalveradiosite.co.uk/philsvalveradiosite/valvevhffmpulsecountingreceiver_1.htm

http://www.vk6fh.com/vk6fh/pulsecountrcvr.htm

http://www.jfam.ch/pr/rf/pc/pc.html

 

 

Aktualizováno Úterý, 04 Listopad 2014 09:04  

predelavkajpg6 2


Created by PA4RM

Počítadlo přístupů: